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水面无人艇在风浪流干扰下的运动仿真

姚云熙  
【摘要】: 无人艇在执行任务时,必须进行种种复杂的机动。这不同于普通水面舰船,无人艇除了作水面的机动外,还要作较为剧烈的升沉运动。对于无限深广的水域,无人艇的四自由度空间运动仿真已经研究的较多。而本文则针对无限深广水域以及特殊情况——在水面航行的无人艇的四自由度垂直面、水平面机动的运动特点作了一定的探讨,分析了其操纵性能随风,浪,流的变化及其规律。 本文是现代计算机技术在船舶操纵性研究中的实际应用。主要有以下几点工作: 1、建立无人艇四自由度运动仿真数学模型结构。 2、讨论了利用模型操纵性实验测定仿真模型所需的线性水动力导数的方法,以及利用切片法估算非线性水动力导数。其中,重点讨论了利用循环水槽(Water Circulating Channel)平面运动机构(PMM—Planar Motion Mechanism)在不同条件下测定水动力导数。 3、利用已有的水动力导数对无人艇进行数值运动仿真,并做出操纵性预报。 本文的研究内容作为无人艇集成仿真系统软件结构的重要组成部分,并为无人艇控制系统的设计提供了有用的参考。


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