自主水下航行器(AUV)作为一种高度智能化的海洋无人平台,在海洋资源勘探、环境监测、水下救援等领域发挥着至关重要的作用。
水下路径跟踪作为AUV实现自主导航和复杂任务执行的关键技术之一,一直是国内外学者研究的热点。
本文首先介绍了AUV水下路径跟踪的研究背景和意义,并对国内外研究现状进行了综述;然后详细阐述了AUV水下路径跟踪器的设计方法,包括路径预处理、控制器设计、推力分配等关键模块;接着,搭建了基于仿真平台的AUV水下路径跟踪仿真系统,并对设计的路径跟踪器进行了仿真验证;最后,对全文进行了总结,并展望了AUV水下路径跟踪技术未来的发展趋势。
关键词:AUV;水下路径跟踪;路径规划;控制器设计;仿真
随着海洋资源开发和海洋权益维护需求的日益增长,自主水下航行器(AutonomousUnderwaterVehicle,AUV)作为一种高效、灵活的海洋运载平台,正扮演着越来越重要的角色。
AUV能够在没有人工干预的情况下,自主完成预设的水下任务,如海洋环境监测、海底地形地貌勘测、水下目标搜索与识别等,因此在海洋科学研究、海洋工程建设以及军事领域具有广阔的应用前景。
水下路径跟踪是AUV实现自主导航和复杂任务执行的关键技术之一,其目标是控制AUV按照预先规划的路径航行,并在受到外界环境干扰的情况下,尽可能减小路径跟踪误差,保证AUV能够精确地到达目标点。
路径跟踪技术的优劣直接影响着AUV的作业效率和任务完成质量。
与陆地环境相比,水下环境更加复杂多变,存在着海流、波浪、水下障碍物等多种不确定因素,这对AUV的路径跟踪控制提出了严峻挑战。
此外,AUV自身也存在着非线性、强耦合、模型参数不确定等特点,进一步增加了路径跟踪控制的难度。
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