水面无人艇的航迹控制系统研究与实现
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 论文符号说明 | 第11-12页 |
| 第一章 绪论 | 第12-18页 |
| 1.1 课题背景与意义 | 第12页 |
| 1.2 水面无人艇的国内外研究现状 | 第12-14页 |
| 1.3 水面无人艇航迹控制技术的国内外研究现状 | 第14-16页 |
| 1.4 论文组织结构 | 第16-18页 |
| 第二章 水面无人艇数学模型 | 第18-30页 |
| 2.1 引言 | 第18页 |
| 2.2 水面无人艇的结构与运行环境 | 第18页 |
| 2.3 坐标系和运动参数 | 第18-21页 |
| 2.3.1 坐标系描述 | 第18-19页 |
| 2.3.2 坐标系之间的转换 | 第19-20页 |
| 2.3.3 水面无人艇运动参数定义 | 第20-21页 |
| 2.4 水面无人艇受力分析 | 第21-24页 |
| 2.4.1 水动力模型 | 第21-22页 |
| 2.4.2 静力模型 | 第22-23页 |
| 2.4.3 推进器推力模型 | 第23-24页 |
| 2.5 水面无人艇运动方程 | 第24-25页 |
| 2.5.1 建立平移运动方程 | 第24页 |
| 2.5.2 建立旋转运动方程 | 第24-25页 |
| 2.5.3 水面无人艇六自由度空间运动方程 | 第25页 |
| 2.6 水面无人艇动力学模型 | 第25-27页 |
| 2.6.1 水面无人艇三自由度动力学模型 | 第25-26页 |
| 2.6.2 水面无人艇二阶线性K-T方程 | 第26-27页 |
| 2.7 环境干扰的数学模型 | 第27-29页 |
| 2.7.1 风力干扰模型 | 第27-28页 |
| 2.7.2 波浪干扰模型 | 第28页 |
| 2.7.3 水流干扰模型 | 第28-29页 |
| 2.8 本章小结 | 第29-30页 |
| 第三章 水面无人艇航迹控制 | 第30-44页 |
| 3.1 引言 | 第30页 |
| 3.2 水面无人艇航迹控制系统结构 | 第30-31页 |
| 3.3 导向算法 | 第31-32页 |
| 3.3.1 墨卡托坐标 | 第31-32页 |
| 3.3.2 视线导向法 | 第32页 |
| 3.4 航向控制器 | 第32-34页 |
| 3.4.1 传统PID控制简介 | 第33页 |
| 3.4.2 PID控制的局限性 | 第33-34页 |
| 3.4.3 PID控制的改进 | 第34页 |
| 3.5 基于多种群遗传算法的PID参数整定 | 第34-39页 |
| 3.5.1 遗传算法基本理论 | 第34-36页 |
| 3.5.2 改进遗传算法 | 第36-38页 |
| 3.5.3 多种群遗传算法整定PID参数方案设计 | 第38-39页 |
| 3.6 基于模糊控制的自适应PID | 第39-42页 |
| 3.6.1 模糊控制 | 第40-41页 |
| 3.6.2 模糊自适应PID | 第41-42页 |
| 3.7 本章小结 | 第42-44页 |
| 第四章 水面无人艇航迹控制系统软硬件设计 | 第44-60页 |
| 4.1 引言 | 第44页 |
| 4.2 水面无人艇航迹控制系统硬件结构 | 第44-47页 |
| 4.2.1 核心板 | 第45-46页 |
| 4.2.2 外围设备 | 第46-47页 |
| 4.3 水面无人艇航迹控制系统电路设计 | 第47-51页 |
| 4.3.1 电源模块 | 第47-48页 |
| 4.3.2 推进器控制电路 | 第48-49页 |
| 4.3.3 串口扩展电路 | 第49-50页 |
| 4.3.4 外部扩展存储电路 | 第50-51页 |
| 4.4 水面无人艇航迹控制系统编程实现 | 第51-58页 |
| 4.4.1 D/A编程 | 第51-52页 |
| 4.4.2 串口编程 | 第52-53页 |
| 4.4.3 扩展存储编程 | 第53-55页 |
| 4.4.4 系统程序结构 | 第55-58页 |
| 4.5 本章小结 | 第58-60页 |
| 第五章 水面无人艇航迹控制系统仿真及实验 | 第60-80页 |
| 5.1 引言 | 第60页 |
| 5.2 多种群遗传算法整定PID参数仿真 | 第60-62页 |
| 5.3 模糊自适应PID算法仿真 | 第62-69页 |
| 5.3.1 传统模糊自适应PID | 第62-66页 |
| 5.3.2 改进模糊自适应PID | 第66-68页 |
| 5.3.3 非线性模型仿真 | 第68-69页 |
| 5.4 水面无人艇航迹跟踪控制仿真 | 第69-74页 |
| 5.4.1 直线航迹仿真 | 第69-71页 |
| 5.4.2 考虑传感器误差的直线航迹仿真 | 第71-72页 |
| 5.4.3 对传感器数据滤波的直线航迹仿真 | 第72-74页 |
| 5.5 硬件平台实验 | 第74-78页 |
| 5.5.1 遥控制模式实验 | 第74-75页 |
| 5.5.2 传感器数据采集和存储实验 | 第75-78页 |
| 5.6 本章小结 | 第78-80页 |
| 第六章 总结与展望 | 第80-82页 |
| 6.1 总结 | 第80页 |
| 6.2 展望 | 第80-82页 |
| 致谢 | 第82-83页 |
| 参考文献 | 第83-88页 |
| 作者简介 | 第88页 |
