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《模型輔助和流估計(jì)下的UUV自主導(dǎo)航定位方法研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、：：密級(jí)分類號(hào)ＵＤＣ：編號(hào)：工學(xué)碩士學(xué)位論文模型輔助和流估計(jì)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(hào)：密級(jí)：UDC：編號(hào)：工學(xué)碩士學(xué)位論文模型輔助和流估計(jì)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(hào)：密級(jí)：UDC：編號(hào)：工學(xué)碩士學(xué)位論文模型輔助和流估計(jì)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(jí)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(dòng)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(wú)人航行器（UnmannedUnderwaterVehicle，UUV）作為一種自主能力強(qiáng)、可控制性好、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)的海洋裝備，在海洋開(kāi)發(fā)和勘探方面發(fā)揮著越來(lái)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(cè)速儀（DVL）和姿態(tài)傳感器測(cè)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(shí)，DVL發(fā)生故障或測(cè)量數(shù)據(jù)失效將會(huì)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(duì)模型輔助和流估計(jì)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?jī)?nèi)容如下：首先，建立大地坐標(biāo)系和UUV運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)學(xué)以及動(dòng)力學(xué)模型，
5、并考慮到流干擾對(duì)UUV的影響，研究了流干擾下的UUV數(shù)學(xué)模型。通過(guò)操控性仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所建的UUV數(shù)學(xué)模型的正確性。其次，對(duì)UUV作業(yè)區(qū)域的流估計(jì)技術(shù)進(jìn)行了研究。當(dāng)UUV處于初始航行狀態(tài)下時(shí)，根據(jù)UUV距海底的距離是否超過(guò)DVL的測(cè)距，將流估計(jì)技術(shù)分為淺海和深海兩個(gè)方面進(jìn)行研究。淺海環(huán)境下，分別基于UUV動(dòng)力學(xué)模型和最小二乘法研究了淺海海流估計(jì)算法；深海環(huán)境下，提出了一種基于超短基線（USBL）和擴(kuò)展卡爾曼算法（EKF）深海洋流估計(jì)算法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)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(shí)際航行數(shù)據(jù)辨識(shí)DVL安裝誤差角和速度校正系數(shù)，對(duì)誤差進(jìn)行了校正。并采用改進(jìn)53H算法以及EKF算法對(duì)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(jì)技術(shù)以及航位推算算法，提出了模型輔助和流估計(jì)下的UUV自主導(dǎo)航定位方法。通過(guò)對(duì)比有流干擾的UUV航行軌跡與無(wú)流干擾的UUV航行軌跡，分析流干擾對(duì)UUV導(dǎo)航定位的影響。并在此基礎(chǔ)上，針對(duì)淺海和深海兩種情況，對(duì)模型輔助和流估計(jì)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(yàn)證。關(guān)鍵詞：水下無(wú)人航行器（UUV）；動(dòng)力學(xué)模型；流估計(jì)
7、技術(shù)；航位推算AbstractUnmannedUnderwaterVehicle（UUV）isakindofmarineequipmentwithstrongautonomous,goodcontrollabilityandlongendurance.Itplaysanimportantroleinmarinedevelopmentandexploration.HighprecisionnavigationandpositioningsystemisanimportantguaranteeforUUVtoworkandreturn
8、safely.Thedeadreckoningalgorithmiswidelyusedinautonomousnavigation,anditcalculatespositionmainlybyspeedandattitudeinformatio
