水下滑翔機(jī)控制系統(tǒng)與控制算法研究.pdf

1、海洋具有很大的開發(fā)利用潛力，針對(duì)軍事和科研對(duì)水下滑翔機(jī)航行能力的要求，論文工作包括三部分：滑翔機(jī)運(yùn)動(dòng)過程的分析，直流伺服電機(jī)模糊PID控制算法設(shè)計(jì)以及水下滑翔機(jī)避碰研究。 在運(yùn)動(dòng)過程分析中，論文研究了滑翔機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)理和航行效率。依據(jù)滑翔機(jī)受力分析建立的運(yùn)動(dòng)方程顯示，外膽宜安裝在滑翔機(jī)尾部，使其體積變化引起的機(jī)身浮心位移有利于滑翔機(jī)俯仰角度的調(diào)整。通過能量轉(zhuǎn)換分析，得出滑翔機(jī)航行效率由機(jī)翼升阻比和機(jī)身航行角決定，航行角在10～40

2、度范圍內(nèi)，增大機(jī)翼升阻比可顯著提高航行效率；并由計(jì)算得出，在升阻比一定的情況下，總存在一個(gè)使滑翔機(jī)航行效率達(dá)到最大的航行角度，為樣機(jī)工作參數(shù)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。 本文給出了水下滑翔機(jī)總體控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，著重研究其中航行的姿態(tài)控制。針對(duì)電機(jī)的非線性、參數(shù)的不確定性及位置隨動(dòng)系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性和無超調(diào)的要求，提出了模糊在線自整定PID參數(shù)的控制方案，加快了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，減小了超調(diào)量，提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度。同時(shí)，使系統(tǒng)的魯棒性得到改善。滿

3、足水下滑翔水下滑翔機(jī)姿態(tài)角定位精度的要求。 本文提出了一種新的啟發(fā)式搜索技術(shù)，用于配備了前視聲納的水下滑翔機(jī)的障礙物避碰，聲納各子部分與實(shí)時(shí)環(huán)境的屬性之間的模糊關(guān)系是核心概念。在BK下三角乘積中，運(yùn)用Lukasiewicz的模糊蘊(yùn)涵算子計(jì)算模糊關(guān)系和它轉(zhuǎn)置之間聯(lián)系，乘積關(guān)系揭示了聲納各子部分間內(nèi)在聯(lián)系和特性，得到一個(gè)擁有良好特性的聲納子部分方向被選作為躲避障礙物的相繼航向。文中首先建立了水下滑翔機(jī)簡化的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并通過Matl