学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

水下航行器控制系统仿真试验研究与应用

作　者: 赵宁宁
导　师: 高立娥
学　校: 西北工业大学
专　业: 武器系统与运用工程
关键词: 自主水下航行器 半实物仿真 自适应PID控制 反射内存网络
分类号: U675.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 214次
引　用: 5次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


自主水下航行器(AUV)无拖缆，自带动力，可在水下三维空间按预先规定的任务使命航行，具有远航程、智能化、隐蔽性、机动性及经济性等特点，在民用和军事领域都有广泛的应用。半实物仿真是自主水下航行器研制过程中的重要环节。在半实物仿真试验中，将无法准确建立模型的实物如制导控制系统直接接入仿真回路，检验自主水下航行器控制系统各部分功能，提高系统研制质量。论文的主要工作体现在以下几个方面： (1)研究了自主水下航行器的自适应PID控制。由于自主水下航行器建模误差、流体动力学参数的不确定性和未知海流干扰，控制系统必须具有对不确定参数的自适应能力。自适应PID控制在传统的PID控制的基础上引入自适应机制，既保持了PID控制简单易于实现的优点，又满足对自适应能力的要求； (2)以某自主水下航行器制导控制系统半实物仿真试验为背景，建立了自主水下航行器的数学模型和基于C语言的计算机仿真模型； (3)完成了以AD／RTS实时仿真计算机为核心的半实物仿真系统的开发和调试，包括在Advantage IDE环境下完成自主水下航行器仿真软件的开发，对三轴转台进行频率特性测试，并重点研究了基于反射内存的实时半实物仿真网络技术； (4)介绍了某自主水下航行器的半实物仿真试验过程，包括深度传感器、陀螺罗经的静、动态测试和控制系统闭环弹道仿真，根据仿真数据对控制系统的性能进行了分析，给出了弹道曲线。在半实物仿真试验研究的基础上，分析了该半实物仿真系统的实时性： (5)开发了基于PC／104工控机的小型化半实物仿真系统。仿真计算机由PC104工控机实现，安装Windows2000操作系统，定时器由多媒体时钟实现，定时精度达到ms级，与基于反射内存网络的仿真系统不同的是，PC／104仿真计算机通过模拟电压信号向转台控制柜发送航向、姿态数据。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-16
  1.1 仿真技术的发展  8-9
  1.2 仿真技术在自主水下航行器制导控制系统研制中的应用  9-12
  1.3 半实物仿真系统的组成及特点  12
  1.4 某自主水下航行器制导控制系统的工作原理  12-14
  1.5 论文研究内容及结构安排  14-16
第二章 自适应PID控制及其在自主水下航行器中的应用  16-25
  2.1 概述  16-17
  2.2 典型PID控制  17-18
  2.3 自适应PID控制  18-22
    2.3.1 模型参考自适应控制系统  19-20
    2.3.2 基于模型参考的自适应控制方法  20-21
    2.3.3 模型参考自适应PID控制器  21-22
  2.4 仿真结果  22-24
  2.5 小结  24-25
第三章 自主水下航行器制导控制系统的数学仿真  25-35
  3.1 概述  25
  3.2 数学仿真  25-26
  3.3 自主水下航行器的空间运动模型  26-29
  3.4 自主水下航行器的控制算法  29-31
  3.5 基于C语言的仿真模型  31-32
  3.6 仿真结果  32-34
  3.7 小结  34-35
第四章 基于AD／RTS的自主水下航行器半实物仿真系统开发  35-64
  4.1 概述  35-36
  4.2 自主水下航行器半实物仿真方案设计  36-43
    4.2.1 半实物仿真系统设计  36-37
    4.2.2 仿真主机  37-40
    4.2.3 角运动模拟器(三轴模拟转台)  40-41
    4.2.4 水压仿真器  41-42
    4.2.5 舵负载力矩仿真器  42
    4.2.6 监控计算机  42-43
  4.3 ADI实时仿真计算机软件开发  43-46
  4.4 基于反射内存板的实时仿真网络  46-49
  4.5 半实物仿真系统实时性分析  49-55
    4.5.1 实时仿真算法  49-52
    4.5.2 半实物仿真中时间模型的特点  52-53
    4.5.3 半实物仿真系统实时性能指标  53-55
  4.6 半实物仿真试验组件性能测试  55-60
    4.6.1 角运动模拟器的频率特性测试  55-56
    4.6.2 陀螺罗经及倾斜仪功能测试  56-58
    4.6.3 深度传感器的功能测试  58-59
    4.6.4 声学测速仪的模拟测试  59-60
  4.7.半实物仿真试验步骤  60-61
  4.8.半实物仿真试验结果及分析  61-63
    4.8.1 实时数字仿真结果  61-62
    4.8.2 半实物仿真试验结果  62-63
    4.8.3 半实物仿真试验的主要结论  63
  4.9 小结  63-64
第五章 基于PC／104工控机的小型化仿真计算机开发  64-72
  5.1 概述  64
  5.2 结构设计  64-66
  5.3 实时性的实现  66-67
  5.4 软件开发  67-70
  5.5 数字仿真运行结果  70-71
  5.6 小结  71-72
第六章 全文总结与展望  72-73
致谢  73-74
攻读硕士学位期间发表的论文  74-75
参考文献  75-78
学位论文知识产权声明书  78
学位论文原创性声明  78

相似论文

  1. 红外成像目标模拟电阻阵电控系统研制,TJ765.4
  2. PSTN多信令点半实物仿真系统的设计与实现,TP391.9
  3. 自主水下航行器组合导航算法研究与系统实现,U666.1
  4. 汽油机电子节气门控制系统设计与控制方法研究,U464.171
  5. 汽车EPS动态特性及半实物仿真技术研究,U463.4
  6. 数字控制型双向DC/DC变换器的研究,TM46
  7. 基于死区补偿的永磁同步电动机矢量控制系统研究,TM341
  8. 配电网静止同步补偿器控制策略的研究与实现,TM761
  9. 基于EKF的PMSM无位置传感器矢量控制系统性能研究,TM341
  10. 景象匹配制导地面半实物仿真验证系统研究,V216.8
  11. 高超声速飞行器动力系统建模与仿真试验研究,V216.8
  12. 月球软着陆视觉导航与下降序列影像匹配问题研究,TP391.41
  13. 5t电渣炉电极升降液压系统建模与分析,TF142
  14. 基于dSPACE的列车自动驾驶仿真系统的设计与实现,U284.48
  15. 自动操瞄系统半实物仿真研究,TJ71
  16. 小卫星设备模拟器研制,V416.8
  17. 海上油井输油管道温度远程监控系统的研究,TP277
  18. 卷取机张力控制系统研究,TP273
  19. 网络拥塞控制中的主动队列管理算法研究,TP393.06
  20. 面向航天发射的仿真训练系统研究与总体设计,TP391.9
  21. IP网络的分布式半实物仿真接口设计与实现,TN915.02

中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 船舶工程 > 船舶驾驶、航海学 > 船舶导航与通信
© 2012 www.xueweilunwen.com