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《模型輔助和流估計下的UUV自主導(dǎo)航定位方法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、：：密級分類號ＵＤＣ：編號：工學(xué)碩士學(xué)位論文模型輔助和流估計下的ＵＵＶ自主導(dǎo)航定位方法研究碩士研究生：宋金雪指導(dǎo)教師：嚴(yán)浙平教授學(xué)科、專業(yè)：控制科學(xué)與工程論文主審人：張勛副教授哈爾濱工程大學(xué)２０１８年３月分類號：密級：UDC：編號：工學(xué)碩士學(xué)位論文模型輔助和流估計下的UUV自主導(dǎo)航定位方法研究碩士研究生：宋金雪指導(dǎo)教師：嚴(yán)浙平教授學(xué)科、專業(yè)：控制科學(xué)與工程論文主審人：張勛副教授哈爾濱工程大學(xué)2018年3月分類號：密級：UDC：編號：工學(xué)碩士學(xué)位論文模型輔助和流估計下的UUV自主導(dǎo)航定位方
2、法研究碩士研究生：宋金雪指導(dǎo)教師：嚴(yán)浙平教授學(xué)位級別：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：控制科學(xué)與工程所在單位：自動化學(xué)院論文提交日期：2018年01月論文答辯日期：2018年03月學(xué)位授予單位：哈爾濱工程大學(xué)ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngModel-aidedandSeaCurrentEstimationforUUVAutonomousNavigationResearchCandidate:SongJinxueSupervisor:Prof.YanZhepingAc
3、ademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlScienceandEngineeringDateofSubmission:January，2018DateofOralExamination:March，2018University:HarbinEngineeringUniversity摘要水下無人航行器（UnmannedUnderwaterVehicle，UUV）作為一種自主能力強、可控制性好、續(xù)航時間長的海洋裝備，在海洋開發(fā)和勘探方面發(fā)揮著越來越重要的作用。
4、高精度的導(dǎo)航定位系統(tǒng)是UUV安全作業(yè)及返航的重要保障。航位推算算法是一種UUV常用的自主導(dǎo)航定位方法，主要依賴于多普勒測速儀（DVL）和姿態(tài)傳感器測得的航速信息以及姿態(tài)信息進(jìn)行推算得到位置信息。若在UUV水下作業(yè)時，DVL發(fā)生故障或測量數(shù)據(jù)失效將會產(chǎn)生極大的導(dǎo)航定位誤差，導(dǎo)致UUV偏航甚至丟失。為此，文本對模型輔助和流估計下的UUV自主導(dǎo)航定位算法進(jìn)行了研究，用于提高UUV導(dǎo)航定位系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性。具體看研究內(nèi)容如下：首先，建立大地坐標(biāo)系和UUV運動坐標(biāo)系，構(gòu)建坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換矩陣。在此基礎(chǔ)上，建立UUV運動學(xué)以及動力學(xué)模型，
5、并考慮到流干擾對UUV的影響，研究了流干擾下的UUV數(shù)學(xué)模型。通過操控性仿真實驗驗證了所建的UUV數(shù)學(xué)模型的正確性。其次，對UUV作業(yè)區(qū)域的流估計技術(shù)進(jìn)行了研究。當(dāng)UUV處于初始航行狀態(tài)下時，根據(jù)UUV距海底的距離是否超過DVL的測距，將流估計技術(shù)分為淺海和深海兩個方面進(jìn)行研究。淺海環(huán)境下，分別基于UUV動力學(xué)模型和最小二乘法研究了淺海海流估計算法；深海環(huán)境下，提出了一種基于超短基線（USBL）和擴展卡爾曼算法（EKF）深海洋流估計算法，通過實驗仿真驗證了算法的合理性和可行性。再次，基于航位推算算法，研究了UUV自主導(dǎo)航定位方法。
6、分析航位推算算法的誤差原因，利用UUV實際航行數(shù)據(jù)辨識DVL安裝誤差角和速度校正系數(shù)，對誤差進(jìn)行了校正。并采用改進(jìn)53H算法以及EKF算法對UUV自主導(dǎo)航定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理。最后，結(jié)合UUV數(shù)學(xué)模型、流估計技術(shù)以及航位推算算法，提出了模型輔助和流估計下的UUV自主導(dǎo)航定位方法。通過對比有流干擾的UUV航行軌跡與無流干擾的UUV航行軌跡，分析流干擾對UUV導(dǎo)航定位的影響。并在此基礎(chǔ)上，針對淺海和深海兩種情況，對模型輔助和流估計下的UUV自主導(dǎo)航定位方法的有效性以及正確性進(jìn)行仿真驗證。關(guān)鍵詞：水下無人航行器（UUV）；動力學(xué)模型；流估計
7、技術(shù)；航位推算AbstractUnmannedUnderwaterVehicle（UUV）isakindofmarineequipmentwithstrongautonomous,goodcontrollabilityandlongendurance.Itplaysanimportantroleinmarinedevelopmentandexploration.HighprecisionnavigationandpositioningsystemisanimportantguaranteeforUUVtoworkandreturn
8、safely.Thedeadreckoningalgorithmiswidelyusedinautonomousnavigation,anditcalculatespositionmainlybyspeedandattitudeinformatio
