USV模糊免疫控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，世界上許多海洋大國(guó)都越來越重視海洋資源。為了能夠加強(qiáng)對(duì)海洋的控制，許多國(guó)家都不惜代價(jià)地發(fā)展水面無人艇（unmanned surface vehicle），水面無人艇通常簡(jiǎn)稱為USV。為了避免產(chǎn)生人員傷亡，經(jīng)常需要使用無人艇去一些危險(xiǎn)海域完成任務(wù)。當(dāng)無人艇在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，有時(shí)需要其能夠沿著預(yù)定引航點(diǎn)所引導(dǎo)的路線安全航行，為了能夠讓無人艇更好地通過這些引航點(diǎn)就需要對(duì)其位置進(jìn)行控制，在實(shí)現(xiàn)位置控制的過程中還需要對(duì)無人艇的航

2、向進(jìn)行控制，以使無人艇能夠快速準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)到指令航向上來。因此，如何有效地解決水面無人艇的航向控制和位置控制問題具有非常重要的研究?jī)r(jià)值和實(shí)際意義。本文為了解決上述問題，設(shè)計(jì)了一種基于模糊免疫算法的智能航向控制器來控制無人艇的航向，并以航向控制為基礎(chǔ)提出了無人艇的位置控制方法。
　　首先，針對(duì)無人艇的航向控制問題推導(dǎo)了無人艇的運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型。為了建立一個(gè)恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型本文在無人艇六自由度數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上根據(jù)無人艇運(yùn)動(dòng)控制的特點(diǎn)把其簡(jiǎn)化為了

3、三自由度的數(shù)學(xué)模型并對(duì)其受到的水動(dòng)力、推力和各種干擾力進(jìn)行了分析，進(jìn)而導(dǎo)出了水面無人艇操縱運(yùn)動(dòng)線性響應(yīng)方程。
　　其次，為了解決無人艇在航行中的航向控制問題，本文把模糊推理控制、免疫反饋算法和PID控制算法相結(jié)合設(shè)計(jì)了一種無人艇模糊免疫 PID航向控制器。該智能航向控制器可以根據(jù)無人艇所處的狀態(tài)自適應(yīng)地調(diào)整模糊免疫PID航向控制器中PID控制算法的三個(gè)參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)無人艇的精確控制。為了改善模糊免疫PID航向控制算法中固定論域的不