论文部分内容阅读
论文的研究对象是一个外形与重型鱼雷相似的无人水下航行器,研究的目的在于建立研究对象的数学模型,并针对数学模型进行运动控制策略的研究,为将来的实体控制作理论性准备。论文从鱼雷数学建模的思想出发,详细分析了无人水下航行器的受力情况,建立了无人水下航行器的数学模型,然后对无人水下航行器的运动方程进行分解并利用小扰动原理对数学模型进行了线性化处理。鉴于PID控制器的成熟和广泛运用,论文首先运用PID控制,对研究对象进行了运动控制的仿真,仿真结果表明PID控制胜任对该对象的控制。PID控制依赖于简化模型,其控制的有效性有待于下一阶段的实验研究来证实。由于存在无人水下航行器建模误差、流体动力学参数的不确定性和未知洋流的干扰,控制系统必须具有对不确定参数的自适应能力。专家PID控制既保持了PID控制简单易于实现的优点,又能满足对参数摄动自适应能力的要求,提高了系统的鲁棒性。模糊控制是一种不依赖于数学模型而基于经验的控制策略,对于在复杂环境下工作的无人水下航行器的控制尤为适用。同时也注意到模糊控制的稳态精度性能不好,而PID控制的稳态精度性能较好,论文将模糊控制和PID控制相结合用于无人水下航行器的运动控制,在控制器设计中避开了复杂的模糊逻辑理论,从浅显的经验出发总结出调整模糊控制决策表的规律,给出了PID控制参数的模糊控制决策表,并进行了仿真,仿真结果证实了该方法的正确性和有效性。