| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 目录 | 第10-14页 |
| 图目录 | 第14-17页 |
| 表目录 | 第17-18页 |
| 1 绪论 | 第18-34页 |
| 1.1 选题背景及意义 | 第18-19页 |
| 1.2 负载任务及环境特点对姿态控制需求的分析 | 第19-22页 |
| 1.3 水面无人平台姿态稳定相关技术研究进展 | 第22-32页 |
| 1.3.1 浮式平台研究进展 | 第22-25页 |
| 1.3.2 并联机构及其控制研究进展 | 第25-30页 |
| 1.3.3 非完整系统研究进展 | 第30-32页 |
| 1.4 本文研究内容及行文安排 | 第32-34页 |
| 2 水面无人平台姿态稳定系统工作原理及关键技术分析 | 第34-40页 |
| 2.1 水面无人平台工作过程及姿态稳定总体要求 | 第34-35页 |
| 2.2 水面无人平台姿态稳定系统组成与总体结构方案 | 第35-36页 |
| 2.2.1 系统组成 | 第35页 |
| 2.2.2 总体方案 | 第35-36页 |
| 2.3 水面无人平台姿态稳定系统工作原理 | 第36-37页 |
| 2.4 水面无人平台姿态控制系统关键技术分析 | 第37-39页 |
| 2.5 本章小结 | 第39-40页 |
| 3 基于多浮体流场耦合的漂浮平台稳定机理 | 第40-62页 |
| 3.1 漂浮平台等效模型 | 第40-41页 |
| 3.2 计及多浮体水动力干扰的漂浮平台动力学建模与结构优选 | 第41-53页 |
| 3.2.1 流场广义力的求解 | 第42-44页 |
| 3.2.2 动力学方程的建立 | 第44-47页 |
| 3.2.3 动力学方程的修正 | 第47-48页 |
| 3.2.4 其他结构形式平台的动力学模型 | 第48-51页 |
| 3.2.5 动力学分析与结构优选 | 第51-53页 |
| 3.3 以结构稳定性为目标的浮式单元位置分布优选 | 第53-61页 |
| 3.3.1 浮式单元的位置分布 | 第53页 |
| 3.3.2 波浪力的求解 | 第53-56页 |
| 3.3.3 数值计算分析 | 第56-58页 |
| 3.3.4 不同波数条件下浮体方位分布对水动力相互作用的影响 | 第58-59页 |
| 3.3.5 浮体方位对水动力相互作用的影响分析 | 第59-61页 |
| 3.4 本章小结 | 第61-62页 |
| 4 串并联稳定平台建模 | 第62-95页 |
| 4.1 串并联稳定平台结构原理 | 第62-68页 |
| 4.1.1 串并联稳定平台结构 | 第62-64页 |
| 4.1.2 自由度计算 | 第64页 |
| 4.1.3 坐标系建立与坐标变换 | 第64-66页 |
| 4.1.4 稳定平台串联环节姿态角的计算 | 第66-68页 |
| 4.2 并联稳定平台的运动学模型 | 第68-73页 |
| 4.2.1 运动学逆解模型 | 第68-70页 |
| 4.2.2 运动学正解模型 | 第70-71页 |
| 4.2.3 运动学仿真分析 | 第71-73页 |
| 4.3 并联稳定平台的动力学模型 | 第73-84页 |
| 4.3.1 并联稳定平台的雅可比矩阵 | 第74-76页 |
| 4.3.2 并联稳定平台的动力学建模 | 第76-83页 |
| 4.3.3 并联稳定平台的动力学分析 | 第83-84页 |
| 4.4 并联稳定平台动力学模型简化研究 | 第84-89页 |
| 4.4.1 惯性参数的分解 | 第84-85页 |
| 4.4.2 惯性参数对动力学的影响分析 | 第85-89页 |
| 4.5 运动副含间隙的并联稳定平台动力学分析 | 第89-93页 |
| 4.5.1 铰链间隙数学模型 | 第89-90页 |
| 4.5.2 传动支链受力模型 | 第90-91页 |
| 4.5.3 运动副含间隙的平台动力学方程 | 第91-92页 |
| 4.5.4 仿真与实验结果分析 | 第92-93页 |
| 4.6 本章小结 | 第93-95页 |
| 5 具有非完整约束的波浪耦合无人平台数学模型 | 第95-111页 |
| 5.1 具有非完整约束的无人平台特性分析 | 第95-97页 |
| 5.1.1 非完整力学系统特性 | 第95-96页 |
| 5.1.2 无人平台特性分析 | 第96-97页 |
| 5.2 基于完整约束系统的波浪扰动无人平台动力学分析 | 第97-99页 |
| 5.3 基于二阶非完整约束系统的波浪耦合无人平台动力学建模 | 第99-109页 |
| 5.3.1 基于虚拟机构方法的建模 | 第100-101页 |
| 5.3.2 等效模型及坐标系的建立 | 第101页 |
| 5.3.3 平台姿态坐标变换 | 第101-103页 |
| 5.3.4 动力学模型的建立 | 第103-109页 |
| 5.4 本章小结 | 第109-111页 |
| 6 水面无人平台姿态控制策略研究 | 第111-127页 |
| 6.1 无人平台姿态控制坐标变换 | 第111-112页 |
| 6.2 完整约束无人平台的复合鲁棒控制策略 | 第112-122页 |
| 6.2.1 无人平台状态空间方程的建立 | 第113-114页 |
| 6.2.2 干扰观测器设计 | 第114-115页 |
| 6.2.3 反步滑模控制器设计 | 第115-117页 |
| 6.2.4 稳定平台串并联环节的控制 | 第117页 |
| 6.2.5 仿真及结果分析 | 第117-122页 |
| 6.3 非完整约束无人平台的控制 | 第122-126页 |
| 6.3.1 非完整无人平台等效模型分析 | 第122-123页 |
| 6.3.2 无人平台数学模型的反馈线性化及控制策略 | 第123-124页 |
| 6.3.3 仿真及结果分析 | 第124-126页 |
| 6.4 本章小结 | 第126-127页 |
| 7 原理样机与实验 | 第127-138页 |
| 7.1 原理样机的制作 | 第127-132页 |
| 7.1.1 机械部件设计制作 | 第127页 |
| 7.1.2 原理样机控制系统设计 | 第127-131页 |
| 7.1.3 控制系统软件设计 | 第131-132页 |
| 7.2 实验系统组成及样机测试 | 第132-133页 |
| 7.2.1 实验系统组成 | 第132-133页 |
| 7.2.2 平台样机测试 | 第133页 |
| 7.3 地面动态模拟实验 | 第133-136页 |
| 7.3.1 完整约束无人平台姿态稳定实验 | 第134-135页 |
| 7.3.2 非完整约束无人平台姿态稳定实验 | 第135-136页 |
| 7.4 本章小结 | 第136-138页 |
| 8 总结及展望 | 第138-141页 |
| 8.1 全文工作总结 | 第138-139页 |
| 8.2 本文创新点 | 第139-140页 |
| 8.3 后续工作展望 | 第140-141页 |
| 致谢 | 第141-142页 |
| 参考文献 | 第142-152页 |
| 附录 | 第152-153页 |
