XY航車系統(tǒng)運動性能分析.pdf

1、哈爾濱工程大學水下智能機器人重點實驗室實驗水池的主要功能是用來模擬有海洋影響時的動態(tài)環(huán)境，研究該環(huán)境對水下機器人的控制、避碰、規(guī)劃、作業(yè)、特殊機動等，進行系統(tǒng)的閉環(huán)調(diào)整，以優(yōu)化控制規(guī)律，為水下機器人提供一個物理仿真調(diào)試環(huán)境。該水池屬于大深度的寬型水池，配以X-Y航車、多方向造波系統(tǒng)等大型專用設備，可將耐波性水池和操縱性水池合二為一，除了開展艦船耐波性和操縱性試驗研究外，同時還能開展波浪中的操縱性試驗項目。本文的研究對象即為該水池中的主要

2、設備之一的XY航車。
　　 XY航車系統(tǒng)由于主航車和副航車兩者間互成直角方向運動，故航車可在水池的整個平面做二元運動。主、副航車的運動與轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)運動可以控制同步，故可使船模以運動切線方向或任意迎角的狀態(tài)運動，從而研究援潛救生艇、穿梭式載人潛水器和水面艦船在波浪影響下的水動力特性，如波浪阻力、運動響應等，同時研究它們的操縱性水動力導數(shù)，為建立操縱性方程、實現(xiàn)自航模的運動控制和計算機仿真系統(tǒng)丌發(fā)平臺提供依據(jù)。
　　 本文以

3、XY作為研究對象，重點分析其運動性能。首先，根據(jù)動力學、電學原理及剛體運動學，在分析XY航車系統(tǒng)的結構組成的基礎上，對其建立起運動的數(shù)學模型。其次，根據(jù)本XY航車系統(tǒng)的數(shù)學模型，分別采用頻域、時域分析方法分析XY航車的頻域與時域特性。此后，針對該數(shù)學模型，給出了X航車和Y航車的階躍響應曲線，由此得出XY航車所能達到的運動性能。最后，在Matlab里建立運動仿真系統(tǒng)，對XY航車系統(tǒng)幾種典型的運動形式一圓周運動、Z形回轉(zhuǎn)及斜航回轉(zhuǎn)進行了仿真