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《江苏科技大学》 2018年
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新型渔业辅助无人艇设计与性能初步研究

司鸿翔  
【摘要】:现代养殖渔业的快速发展极大地丰富了人民的餐桌,为保障人民的饮食多样性和营养均衡性发挥了重要作用,为社会经济的高速增长做出了不可磨灭的贡献。但同时粗放式养殖、养殖水域污染、水域生态功能退化以及生态资源利用不合理等一系列问题也随之产生。因而研发一种服务于渔业养殖行业的复合载体显得尤为重要,而水面无人艇具有自主规划、自主航行和自主环境感知能力等自主型功能,以及按照内置程序航行并执行任务的半自主型功能,集船舶设计、人工智能、信息处理及运动控制等专业技术为一体。鉴于此,本文设计并制作了两艘新型渔业辅助无人艇中间试验艇,主要研究工作及成果如下:首先,对渔业辅助无人艇进行基于模糊数学的高性能船船型评优方法的选型分析,通过初步设计分析,确定两艘渔业辅助无人艇采用三体船型和小水线面双体船型。同时还对目标无人艇进行了初步方案设计,包括主尺度确定、型线设计、外观设计和总布置设计。其次,根据母型船改造法进行基于性能及功能最优的新型绿色能源渔业辅助无人艇论证及设计分析,进行典型中间试验艇模型的制作,并对模型推进系统、操纵系统和控制系统设备进行安装与调试,以及新型自主抛食系统等功能模块开发设计、制作。同时设计了一套基于嵌入式STM32智能控制系统,并在试验中验证了该套系统的可靠性。最后,对无人艇进行艇体水密试验、浮性试验、静水横、纵摇试验及系统辨识,验证了无人艇性能的可靠性。通过进行对无人艇遥控控制试验、自主按设定航迹航行试验、自主抛食功能试验和基于2.4G无线传输模块的水质实时监测试验,以及其他渔业辅助功能试验,充分验证了渔业辅助无人艇功能的可靠性。通过对渔业辅助无人艇进行性能及功能试验,验证了各项设计指标。试验结果表明,所设计中间试验艇符合预期设想,可进行内河湖泊及近海的渔业养殖水域的巡逻、水质监测和自主抛食等多项辅助养殖工作,提高了渔业养殖的自动化程度,为后续实际应用的渔业辅助无人艇设计制造提供了各项数据支撑。
【学位授予单位】:江苏科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:U664.82

【参考文献】
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