AUV浮力调节系统设计及控制策略研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4页 |
| 字母注释表 | 第12-15页 |
| 第一章 绪论 | 第15-27页 |
| 1.1 引言 | 第15页 |
| 1.2 自治水下航行器发展现状 | 第15-20页 |
| 1.2.1 水下航行器简介 | 第15-16页 |
| 1.2.2 国内外AUV研究现状 | 第16-20页 |
| 1.3 浮力调节系统研究现状 | 第20-25页 |
| 1.3.1 可调压载式浮力调节系统 | 第20-22页 |
| 1.3.2 可变体积式浮力调节系统 | 第22-23页 |
| 1.3.3 AUV浮力控制策略 | 第23-25页 |
| 1.4 本课题的来源及意义 | 第25页 |
| 1.5 本文主要研究内容 | 第25-27页 |
| 第二章 AUV浮力调节系统方案设计 | 第27-40页 |
| 2.1 引言 | 第27页 |
| 2.2 影响AUV定深航行时的攻角的因素 | 第27-29页 |
| 2.2.1 由不对称性引起的零升力、零升力矩 | 第27页 |
| 2.2.2 初始正浮力 | 第27-29页 |
| 2.2.3 海水密度变化产生的正浮力 | 第29页 |
| 2.3 浮力调节系统总体要求 | 第29-30页 |
| 2.4 最大调节能力 | 第30-34页 |
| 2.4.1 海水密度变化 | 第30-31页 |
| 2.4.2 排水体积变化 | 第31-34页 |
| 2.5 浮力调节系统工作原理图的拟定 | 第34-36页 |
| 2.6 浮力调节系统的性能验算 | 第36-39页 |
| 2.6.1 浮力调节系统压力损失验算 | 第36-38页 |
| 2.6.2 系统温升验算 | 第38-39页 |
| 2.7 本章小结 | 第39-40页 |
| 第三章 浮力系统仿真及实验平台搭建 | 第40-48页 |
| 3.1 引言 | 第40页 |
| 3.2 AMEsim建模及仿真分析 | 第40-45页 |
| 3.2.1 AMEsim建模 | 第40-41页 |
| 3.2.2 参数设置 | 第41-42页 |
| 3.2.3 仿真结果及分析 | 第42-45页 |
| 3.3 实验平台搭建及结果分析 | 第45-47页 |
| 3.4 本章小结 | 第47-48页 |
| 第四章 水下自治机器人建模与关键系数求解 | 第48-64页 |
| 4.1 引言 | 第48页 |
| 4.2 坐标系统描述 | 第48-50页 |
| 4.2.1 坐标系选择与变量定义 | 第48-50页 |
| 4.2.2 坐标系变换矩阵 | 第50页 |
| 4.3 AUV的动力学模型 | 第50-52页 |
| 4.3.1 动量方程 | 第51页 |
| 4.3.2 动量矩方程 | 第51-52页 |
| 4.4 AUV的受力分析 | 第52-55页 |
| 4.4.1 惯性类水动力 | 第52-53页 |
| 4.4.2 粘性类水动力 | 第53-54页 |
| 4.4.3 推进器推力 | 第54页 |
| 4.4.4 重力和浮力 | 第54-55页 |
| 4.5 关键水动力系数求解 | 第55-63页 |
| 4.5.1 Fluent仿真 | 第55-56页 |
| 4.5.2 控制方程 | 第56页 |
| 4.5.3 湍流模型 | 第56-57页 |
| 4.5.4 边界条件 | 第57页 |
| 4.5.5 关键位置力和控制力系数计算 | 第57-59页 |
| 4.5.6 角速度系数估算 | 第59-61页 |
| 4.5.7 附加质量估算 | 第61-63页 |
| 4.6 本章小结 | 第63-64页 |
| 第五章 AUV控制策略研究 | 第64-77页 |
| 5.1 引言 | 第64页 |
| 5.2 AUV仿真模型 | 第64-68页 |
| 5.2.1 AUV动力学模型化简 | 第64-65页 |
| 5.2.2 纵倾控制模型 | 第65-66页 |
| 5.2.3 深度控制模型 | 第66-67页 |
| 5.2.4 AUV平衡角 | 第67-68页 |
| 5.3 浮力调节系统模型 | 第68-70页 |
| 5.3.1 排油模型 | 第68-69页 |
| 5.3.2 回油模型 | 第69-70页 |
| 5.4 控制器模型 | 第70页 |
| 5.4.1 PID控制模型 | 第70页 |
| 5.4.2 Bang-Bang控制模型 | 第70页 |
| 5.5 深度控制系统 | 第70-71页 |
| 5.6 仿真与分析 | 第71-76页 |
| 5.7 本章小结 | 第76-77页 |
| 第六章 全文总结与展望 | 第77-79页 |
| 6.1 全文总结 | 第77页 |
| 6.2 工作展望 | 第77-79页 |
| 参考文献 | 第79-84页 |
| 发表论文和参加科研情况说明 | 第84-85页 |
| 致谢 | 第85页 |
