發(fā)布時間：2020-12-08 05:53

　　近20年來,伴隨著無人作戰(zhàn)系統(tǒng)的興起,各國開始重視并已研制出例如無人機平臺、無人地面平臺、無人水下航行器平臺和無人水面艇平臺等的多種無人系統(tǒng)。水面無人艇(USV)平臺的發(fā)展相對較晚,但是由于其是唯一一種可以在水上環(huán)境,水面環(huán)境以及水下環(huán)境使用的無人駕駛運載工具,它在無人系統(tǒng)中具有十分重要的作用。對于USV的研究,其艇型設(shè)計和艇體的流體動力學(xué)性能分析是前提,主要體現(xiàn)在快速性、操縱性、耐波性、抗傾覆性以及協(xié)同功能等多個方面。在USV的設(shè)計方面,考慮到多個系統(tǒng)的相互耦合作用,采用多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化方法,它能夠協(xié)調(diào)各系統(tǒng)之間的影響因素進而得到較好的優(yōu)化設(shè)計結(jié)果,從而達到減少船舶設(shè)計周期,降低船舶設(shè)計費用等目的。本文以一種新型水面無人艇為研究對象,在其艇艏安裝水翼及艇尾兩側(cè)安裝防飛濺條,并設(shè)計制作了該水面無人艇模型,然后進行了相關(guān)模型試驗的初步研究。綜合USV性能和協(xié)同等功能的主要特性,建立了USV綜合最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,并結(jié)合多種優(yōu)化算法及策略基于C#程序語言設(shè)計編制了綜合最優(yōu)化軟件,最后進行了USV綜合最優(yōu)化研究。主要研究工作及分析如下:(1)對遺傳、混沌和粒子群三種智能優(yōu)化算法及其并行和分層優(yōu)化策... 

【文章來源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：115 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 選題的理論意義和實用價值
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 水面無人艇研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
        1.3.2 無人翼滑艇的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化研究現(xiàn)狀
    1.4 本論文研究工作
    1.5 本章小結(jié)
第2章 多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化算法
    2.1 引言
    2.2 優(yōu)化算法
        2.2.1 遺傳算法
        2.2.2 混沌算法
        2.2.3 粒子群算法
    2.3 優(yōu)化策略
        2.3.1 分層策略
        2.3.2 并行策略
    2.4 本章小結(jié)
第3章 USV模型設(shè)計制作與安裝
    3.1 引言
    3.2 艇型設(shè)計與制作
        3.2.1 船體設(shè)計與制作
        3.2.2 水翼設(shè)計與制作
        3.2.3 上層建筑設(shè)計與制作
    3.3 推進系統(tǒng)設(shè)計與安裝
        3.3.1 主機選型
        3.3.2 螺旋槳設(shè)計
        3.3.3 軸系設(shè)計與安裝
    3.4 操縱系統(tǒng)設(shè)計
        3.4.1 舵葉的設(shè)計
        3.4.2 舵機選型
    3.5 智能控制與通信系統(tǒng)設(shè)計
        3.5.1 核心控制器選擇
        3.5.2 導(dǎo)航定位系統(tǒng)
        3.5.3 環(huán)境感知系統(tǒng)
        3.5.4 通信系統(tǒng)
    3.6 本章小結(jié)
第4章 USV模型試驗初步研究
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)辨識
    4.3 慣性沖程試驗
        4.3.1 慣性沖程試驗方案
        4.3.2 慣性沖程試驗數(shù)據(jù)與分析
    4.4 回轉(zhuǎn)試驗
        4.4.1 回轉(zhuǎn)試驗方案
        4.4.2 回轉(zhuǎn)試驗數(shù)據(jù)辨識分析
    4.5 橫搖、縱搖試驗
        4.5.1 橫搖試驗方案及結(jié)果分析
        4.5.2 橫搖試驗數(shù)據(jù)辨識分析
        4.5.3 縱搖試驗方案及結(jié)果分析
        4.5.4 縱搖試驗數(shù)據(jù)辨識分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 USV綜合最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
    5.1 引言
    5.2 響應(yīng)面法的簡介
        5.2.1 多項式響應(yīng)面法的基本函數(shù)形式
        5.2.2 多項式響應(yīng)面法的設(shè)計步驟
    5.3 性能綜合優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        5.3.1 快速性優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        5.3.2 操縱性優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        5.3.3 耐波性優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        5.3.4 抗傾覆性優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        5.3.5 性能綜合優(yōu)化總目標(biāo)函數(shù)
    5.4 協(xié)同等功能優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        5.4.1 協(xié)同概念基礎(chǔ)
        5.4.2 USV在兩個指定位置之間的幾何路徑規(guī)劃
        5.4.3 協(xié)同等功能優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
    5.5 綜合最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        5.5.1 最優(yōu)化設(shè)計變量
        5.5.2 最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)
        5.5.3 最優(yōu)化約束條件
        5.5.4 最優(yōu)化適應(yīng)度函數(shù)
    5.6 本章小結(jié)
第6章 USV綜合最優(yōu)化分析
    6.1 引言
    6.2 綜合最優(yōu)化軟件的構(gòu)造
        6.2.1 軟件各界面的功能介紹
        6.2.2 優(yōu)化軟件的操作步驟
    6.3USV綜合最優(yōu)化計算及分析
        6.3.1 不同優(yōu)化算法的計算分析
        6.3.2 外部分層策略和并行策略對優(yōu)化算法影響情況的分析
        6.3.3 討論權(quán)重對優(yōu)化系統(tǒng)的影響
    6.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和取得的科研成果
致謝



本文編號：2904576