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文檔簡介
1、21世紀人類對海洋的開發(fā)和利用不斷增加,作為復雜海洋環(huán)境下的工作載體,自主水下航行器的研究備受世人矚目。其中,運動控制是自主水下航行器領域的關鍵技術(shù)之一。然而,自主水下航行器是典型的多輸入多輸出、強非線性、強耦合和帶約束的不確定性系統(tǒng),很難實現(xiàn)對其運動的精確控制。針對自主水下航行器的系統(tǒng)特點,本文采用先進的控制技術(shù)和優(yōu)越的在線優(yōu)化算法實現(xiàn)對水下航行器的精準控制。
首先,根據(jù)運動學和流體力學知識,基于坐標變換和剛體的牛頓-歐拉方
2、程建立水下航行器的運動學模型和動力學模型。在此基礎上,通過對模型進行合理的簡化,得到四自由度運動學模型和垂直面動力學模型,將這兩個模型作為控制對象,為其設計控制算法。模型預測控制是一種先進的控制技術(shù),具有對模型精度要求低、動態(tài)實施優(yōu)化控制、魯棒性好以及能夠顯式處理約束條件等特點,非常適用于對水下航行器的控制。模型預測控制的核心是有限時域的滾動優(yōu)化過程,要求優(yōu)化算法具有實時準確的求解能力。神經(jīng)網(wǎng)絡能夠進行大規(guī)模并行運算的能力和快速收斂的特
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