自主式水下航行器运动控制系统的设计.pdf

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-------------马元
自主式水下航行器运动控制系统的设计













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他 人 已 经 发 表 或 撰 写 过 的 研 究 成 果 ， 也 不 包 含 未 获 得
（注：如没有其他需要特别声明的，本栏可空）或其他教育机构的学位或证书使
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自主式水下航行器运动控制系统的设计
摘要
随着自主式水下航行器（AUV，Autonomous Underwater Vehicle）海洋科学
考察和军事领域的地位越来越重要。其运动控制算法及运动控制系统也越来越受
到人们的重视。目前，多种运动控制理论、结构、方法出现并运用到自主式水下
航行器中，已经积累了丰富的经验。
高效、稳定的运动控制系统是自主式水下航行器顺利完成任务的保证。目前
运动控制主要分为集中式和分布式两种结构，控制算法则丰富多样，包括 PID
控制、神经网络控制、模糊控制、滑模变结构控制、自适应控制等。虽然很多方
法已经付诸实际，但仍突显出一些缺陷。
本文针对鱼雷型自主式水下航行器设计运动控制系统，首先对原型样机进行
介绍，然后利用数学运算推导出其空间运动方程组，提出鱼雷型水下航行器的建
模方法，采用 PID 控制算法，在 MATLAB 环境下进行仿真研究，仿真结果说明
此种控制算法的有效性及稳定性。
在上述基础上，设计运动控制系统的软