本文主要研究内容
作者凡浩（2019）在《机动浮标在波浪增阻干扰下的航行控制方法研究》一文中研究指出：目前,由于海洋浮标在搜集海洋水质水文以及气象资料和执行反潜任务、搜集敌方情报等方面起着不可替代的作用,而逐渐成为许多国家研究的热点。本文的研究对象是一种与传统的无动力海洋浮标不同的机动浮标,其自身装载有推进装置,在执行自守位测量任务时能够依靠自身的动力保持在测量位置附近。机动浮标装备的供电设备是可充式锂电池组,提供的能量是有限的。因此,设计有效的控制系统与控制算法来减少能量损耗,提高航行效率具有实际工程应用意义。波浪增阻是造成机动浮标续航能力减弱的重要因素之一。本文针对机动浮标在近水面航行时的波浪增阻问题展开研究。首先建立机动浮标在近水面波浪影响下的水动力模型,然后研究产生波浪增阻的机理,最后通过设计机动浮标近水面航行路径规划算法和运动控制器来提升机动浮标自守位航行运动效率。具体研究工作如下:首先,根据机动浮标的外型结构设计及工作状态的特点,建立机动浮标的数学模型。通过对机动浮标的运动状态分析,简化数学模型,最终建立了水平面三自由度数学模型,用于设计航向控制器。此外,还建立了机动浮标横摇、垂荡、纵摇运动的数学模型,用于分析机动浮标近水面运动的实时海浪干扰预报。其次,通过对一般水面船的波浪增阻计算方法的研究,结合机动浮标的外形结构,总结出符合机动浮标的波浪增阻计算方法。使用MAXSURF软件,建立机动浮标三维模型,在不同海况和遭遇角的条件下进行仿真验证。通过对仿真数据分析,确立了波浪增阻与遭遇角之间的关系,使用最小二乘法拟合了波浪增阻与遭遇角的关系曲线并给出二者之间的函数表达式。通过研究机动浮标在静水中的阻力,结合在波浪干扰中的增阻,给出机动浮标在波浪干扰下的速度损失表达式。然后,根据建立的机动浮标横摇、垂荡、纵摇运动的数学模型,通过MATLAB仿真获取相对应运动的时间序列和RAO数据。采用MAR模型法获取相对应运动的交叉谱,结合交叉谱和RAO数据得到了机动浮标在两种海况下的实时海浪方向谱。并通过与实际海浪功率谱进行对比分析,验证了所得到的海浪方向谱的准确性。最后,针对机动浮标低能耗自守位航行的问题提出一种新的路径规划方法。通过设置虚拟节点,使用A*算法来规划机动浮标自守位航行能量消耗最少的路径。设计模糊PD航向控制器在不同海况下进行仿真验证。通过对比分析路径规划之前与规划之后的仿真数据。验证了采用A*算法规划能量消耗最优路径的有效性。
Abstract
mu qian ,you yu hai xiang fu biao zai sou ji hai xiang shui zhi shui wen yi ji qi xiang zi liao he zhi hang fan qian ren wu 、sou ji di fang qing bao deng fang mian qi zhao bu ke ti dai de zuo yong ,er zhu jian cheng wei hu duo guo jia yan jiu de re dian 。ben wen de yan jiu dui xiang shi yi chong yu chuan tong de mo dong li hai xiang fu biao bu tong de ji dong fu biao ,ji zi shen zhuang zai you tui jin zhuang zhi ,zai zhi hang zi shou wei ce liang ren wu shi neng gou yi kao zi shen de dong li bao chi zai ce liang wei zhi fu jin 。ji dong fu biao zhuang bei de gong dian she bei shi ke chong shi li dian chi zu ,di gong de neng liang shi you xian de 。yin ci ,she ji you xiao de kong zhi ji tong yu kong zhi suan fa lai jian shao neng liang sun hao ,di gao hang hang xiao lv ju you shi ji gong cheng ying yong yi yi 。bo lang zeng zu shi zao cheng ji dong fu biao xu hang neng li jian ruo de chong yao yin su zhi yi 。ben wen zhen dui ji dong fu biao zai jin shui mian hang hang shi de bo lang zeng zu wen ti zhan kai yan jiu 。shou xian jian li ji dong fu biao zai jin shui mian bo lang ying xiang xia de shui dong li mo xing ,ran hou yan jiu chan sheng bo lang zeng zu de ji li ,zui hou tong guo she ji ji dong fu biao jin shui mian hang hang lu jing gui hua suan fa he yun dong kong zhi qi lai di sheng ji dong fu biao zi shou wei hang hang yun dong xiao lv 。ju ti yan jiu gong zuo ru xia :shou xian ,gen ju ji dong fu biao de wai xing jie gou she ji ji gong zuo zhuang tai de te dian ,jian li ji dong fu biao de shu xue mo xing 。tong guo dui ji dong fu biao de yun dong zhuang tai fen xi ,jian hua shu xue mo xing ,zui zhong jian li le shui ping mian san zi you du shu xue mo xing ,yong yu she ji hang xiang kong zhi qi 。ci wai ,hai jian li le ji dong fu biao heng yao 、chui dang 、zong yao yun dong de shu xue mo xing ,yong yu fen xi ji dong fu biao jin shui mian yun dong de shi shi hai lang gan rao yu bao 。ji ci ,tong guo dui yi ban shui mian chuan de bo lang zeng zu ji suan fang fa de yan jiu ,jie ge ji dong fu biao de wai xing jie gou ,zong jie chu fu ge ji dong fu biao de bo lang zeng zu ji suan fang fa 。shi yong MAXSURFruan jian ,jian li ji dong fu biao san wei mo xing ,zai bu tong hai kuang he zao yu jiao de tiao jian xia jin hang fang zhen yan zheng 。tong guo dui fang zhen shu ju fen xi ,que li le bo lang zeng zu yu zao yu jiao zhi jian de guan ji ,shi yong zui xiao er cheng fa ni ge le bo lang zeng zu yu zao yu jiao de guan ji qu xian bing gei chu er zhe zhi jian de han shu biao da shi 。tong guo yan jiu ji dong fu biao zai jing shui zhong de zu li ,jie ge zai bo lang gan rao zhong de zeng zu ,gei chu ji dong fu biao zai bo lang gan rao xia de su du sun shi biao da shi 。ran hou ,gen ju jian li de ji dong fu biao heng yao 、chui dang 、zong yao yun dong de shu xue mo xing ,tong guo MATLABfang zhen huo qu xiang dui ying yun dong de shi jian xu lie he RAOshu ju 。cai yong MARmo xing fa huo qu xiang dui ying yun dong de jiao cha pu ,jie ge jiao cha pu he RAOshu ju de dao le ji dong fu biao zai liang chong hai kuang xia de shi shi hai lang fang xiang pu 。bing tong guo yu shi ji hai lang gong lv pu jin hang dui bi fen xi ,yan zheng le suo de dao de hai lang fang xiang pu de zhun que xing 。zui hou ,zhen dui ji dong fu biao di neng hao zi shou wei hang hang de wen ti di chu yi chong xin de lu jing gui hua fang fa 。tong guo she zhi xu ni jie dian ,shi yong A*suan fa lai gui hua ji dong fu biao zi shou wei hang hang neng liang xiao hao zui shao de lu jing 。she ji mo hu PDhang xiang kong zhi qi zai bu tong hai kuang xia jin hang fang zhen yan zheng 。tong guo dui bi fen xi lu jing gui hua zhi qian yu gui hua zhi hou de fang zhen shu ju 。yan zheng le cai yong A*suan fa gui hua neng liang xiao hao zui you lu jing de you xiao xing 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自哈尔滨工程大学的凡浩，发表于刊物哈尔滨工程大学2019-07-01论文，是一篇关于机动浮标论文,波浪增阻论文,海浪方向谱论文,算法论文,哈尔滨工程大学2019-07-01论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自哈尔滨工程大学2019-07-01论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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