试述建模水面无人艇建模和运动特性仿真

摘要5-6

ABSTRACT6-9

第1章 绪论9-17

1.1 课题背景和探讨作用9

1.2 国内外探讨近况及进展走势9-12

1.2.1 国外无人艇探讨近况9-11

1.2.2 国内无人艇探讨近况11-12

1.3 系统数学模型分类12-14

1.4 系统模型化历程及其仿真联系14-16

1.5 本论文主要内容16-17

第2章 无人艇操纵运动数学模型17-53

2.1 无人艇运动的坐标系统和运动学17-27

2.1.1 坐标系统17-22

2.1.2 无人艇运动方程式22-25

2.1.3 运动参量的无因次化25-27

2.2 作用于无人艇上的流体动力和力矩27-40

2.2.1 作用于无人艇上惯性类流体动力和力矩27-32

2.2.2 作用于无人艇上粘性类流体动力和力矩32-40

2.3 螺旋桨及主机特性计算40-48

2.3.1 有界形式的四象限螺旋桨工作特性41-42

2.3.2 螺旋桨处推力减额系数和伴流系数的计算42-44

2.3.3 螺旋桨工作特性曲线的剖析形式44-46

2.3.4 无人艇主机工作特性46-48

2.4 作用于舵上流体动力和力矩48-53

2.4.1 考虑无人艇、螺旋桨对舵的干涉时正压力FN的计算48-49

2.4.2 舵有效来流速度及有效冲角的计算49-51

2.4.3 舵力及力矩中其它舵系数计算51-52

2.4.4 舵机特性计算模型52-53

第3章 无人艇运动的干扰力数学模型53-69

3.1 风的干扰力数学模型53-58

3.1.1 作用于无人艇上的平均风压力和力矩计算53-58

3.2 波浪干扰力数学模型58-69

3.2.1 规则波的数学模型59-63

3.2.2 波浪干扰力和力矩的计算63-69

第4章 水而无人艇PID航向制约69-73

4.1 PID制约原理69-71

4.1.1 PID制约器的参数整定70-71

4.2 PID航向制约仿真系统71-73

第5章 水面无人艇模型运动特性仿真73-83

5.1 水面无人艇仿真模型73-74

5.2 仿真实验74-83

5.2.1 无人艇旋回试验74-80

5.2.2 无人艇PID航向制约80-83

结论83-85