一、潜艇垂直面运动稳定性衡准值的研究（论文文献综述）
蔡城岐[1]（2021）在《水上监测机器鱼的初步研究》文中研究指明随着经济的不断发展,陆地资源日益消耗,而海洋占据着地球百分之七十的表面积,并且人们对海洋的探索还处于起步阶段,因此海洋资源的开发显得尤为重要。水下无人潜航器（UUV）可以在海洋进行探测,以及在危险的水下环境中进行作业,帮助人们开采丰富的海洋资源。与传统的UUV相比,机器鱼拥有更大的前景,首先,机器鱼的外型呈现流线型,这就使得其阻力较小,游动效率高;其次,其航行时利用尾流区旋涡能量,使其具有优异的推进性能,并且其推进时桨、舵合二为一,节约了能源;最后其推进运动产生的尾流场与鱼类相似,并且其外形与鱼相似,隐身能力大大加强,因此对机器鱼的研究具有重要的价值。本文具体研究的工作如下:1、运用层次分析法,建立机器鱼综合系统的评估数学模型,采用AHP分别计算每个层次各组中各个元素的重要性,即权重,接着用模糊分布的方法确定隶属度函数,计算出对应的隶属度值。最后通过三艘UUV计算,得到三艘UUV的综合性能评估值,验证该机器鱼综合系统的可靠性。2、对机器鱼进行初步设计,包括总体方案构思,主尺度的确定,外观设计,鱼尾设计,总布置设计,重量重心及浮心计算,密封舱设计。其次对推进系统和操纵系统进行了设计,包括螺旋桨设计及电机选型,尾鳍设计以及舵机选型。3、以主控STM32单片机为核心,对机器鱼系统进行模块化设计。分别从系统的初步设计分析、硬件选择以及软件设计这三个方面,对机器鱼的水质监测系统、通信系统、目标识别及智能控制系统进行详细的设计论证。4、为进一步验证所设计的机器鱼优良的航行性能及功能模块系统的可行性,对机器鱼模型进行性能和功能性实验,性能实验包括密封舱水密实验,快速性,操纵性以及升沉实验;通过对其试验数据进行分析,该机器鱼的各项性能优良。功能实验方面完成水质监测以及目标识别实验。从监测数据以及目标识别结果来看,该艇拥有较好的监测能力以及目标识别能力。5、最后建立机器鱼的初步的综合优化数学模型,并采取C#语言编制了相应的优化程序,分别运用遗传算法和混沌算法进行优化计算,最终得出该艇综合性能最佳的艇型参数。
宋江峰,殷洪,董根金,李继中[2]（2020）在《潜器近水面运动建模和操纵控制技术综述》文中研究指明本文综述了潜器在近水面航行时运动控制的研究现状。通过搜集和分析国内外的相关文献,主要从航行环境（如波浪、水面等）及操纵控制方式、控制策略等方面对航行体的数学建模与仿真方法进行介绍和评述,最后指出了潜器近水面航行操纵控制的研究方向。
吴禹良[3]（2020）在《多航态航行器样机研制及水动力性能研究》文中认为本文结合现代特种作战任务需求,研发一型兼具水面舰船和潜艇特点的新概念航行器。根据该航行器具体功能特点,完成了样机的研制,并基于样机展开水动力性能的研究,主要工作内容如下:首先,本文基于一型多航态航行器,研制了自航样机。根据试验条件及核心构件尺寸,确定了样机的主尺度参数;按照样机预计功能,完成分系统构成方案;依据样机总布置设计方案,进行加工及装配;给出样机浮态校核结果;并结合水面舰船及潜艇的设计规范,初步论证了样机的指标,形成较为完整的样机总体方案。其次,本文进行了样机的快速性分析。基于CFD方法计算样机在水面航态和水下航态时的裸船体阻力,并与模型试验结果比对,进行误差分析;研究同排水量的样机与标准船模（DTMB 5415、SUBOFF-B）的阻力性能差异,综合分析样机在不同航态下的阻力性能;最后基于CFD方法研究样机的自航阻力性能,得出样机的推进器性能曲线。随后,本文开展了样机水下垂直面操纵性仿真。分析样机在水下垂直面内的受力,得出样机二阶操纵运动方程;处理样机拘束模型试验结果,得出相应水动力系数;设计路径规划模块、PID控制模块、运动方程模块和运动坐标转换模块,建立样机水下垂直面操纵运动仿真模型;初步完成单舵控制下的样机定深直航和阶跃响应运动仿真,并校核样机定深直航运动指标。最终,本文完成了样机的耐波性研究。介绍了三维势流理论与二维切片理论的基本原理;选择二维切片理论,研究了样机在不同航速下的频域响应;在此基础上基于谱分析理论,研究了样机在特定海况及航速下的的运动响应;并校核了样机的部分耐波性指标。
李晔,郭洪志,曹建[4]（2019）在《全海深AUV上浮运动稳定性分析》文中研究表明针对现有的水下机器人的运动稳定性分析仅局限于定深直航的现象,本文对全海深AUV上浮运动稳定性进行研究,研究内容对机器人的稳定性判别和相应的机器人水动力型体设计以及运动控制策略设计具有重要意义。论文根据古尔维茨判别法的思想推导了全海深AUV从水面下潜至工作深度以及从工作深度上浮至水面的运动稳定性判定公式,通过计算一台全海深AUV的水动力系数,利用所推导的稳定性判定公式,对该台水下机器人的运动稳定性进行评判,结果表明该水下机器人的稳定性符合设计要求,全海深AUV在上浮过程中具有良好的动稳定性。
张康[5]（2019）在《爬游深潜器多腿位姿对巡游阻力和稳定性的影响》文中研究表明爬游深潜器是一种既能在深海中巡游,又能在海底爬行的混合型无人自主潜水器,兼具高效、大范围机动能力和精准定位能力。作为一种新型潜器,其快速性、操纵性等水动力性能是重要的研究课题之一。不同于传统水滴型航行器,爬游深潜器外形复杂,巡游时多腿位姿会改变流场和重心,影响整体受力和运动特性,给其不同位姿下的水动力性能和稳定性规律的研究带来挑战。针对爬游深潜器在巡游中的三种典型位姿（纵向伸展位姿、横向伸展位姿和着底位姿）,采用理论分析、数值仿真和模型试验研究了它们的直航阻力、操纵性水动力和运动稳定性。本文主要研究成果如下:建立了适用于爬游深潜器的操纵性平面运动方程和运动稳定性判据,得到了满足垂直面直线稳定性的临界速度的计算公式。研究发现,与潜艇等常规潜器不同,爬游深潜器的外形特点是左右对称、前后相近但不对称、上下不对称,没有方向舵,操纵性平面运动方程及稳定性判据与潜艇存在差异,当认为爬游深潜器前后对称时,二者的稳定性判据相同。通过数值仿真研究了三种位姿的爬游深潜器在不同航速下的阻力。结果表明,着底位姿的阻力最大,横向伸展位姿次之,纵向伸展位姿的阻力最小。巡航速度下,着底位姿阻力比纵向伸展位姿阻力大50%左右,三种位姿之间阻力差异主要受前腿压差阻力的影响。通过数值仿真研究了三种位姿的爬游深潜器的拘束船模运动（斜航运动、纯升沉运动、纯俯仰运动、纯横荡运动、纯首摇运动）,得到了水动力导数,并利用前文所述判据分析了三种位姿的运动稳定性。结果表明,在垂直面,三种位姿的爬游深潜器都处于静不稳定和条件动稳定状态,在设计航速内都能满足直线稳定。对于静稳定性,横向伸展位姿的最好,着底位姿的最差;对于动稳定性,着底位姿的最好,横向伸展位姿的最差。在水平面,三种位姿的爬游深潜器都处于静不稳定和接近动中间状态。对于静稳定性,着底位姿的最好,纵向伸展位姿和横向伸展位姿的相近;三种位姿的水动力导数的量级都很小,且三种位姿的动稳定性相近,可以通过安装稳定翼提高水平面动稳定性。采用六自由度平台机构对爬游深潜器模型展开了水动力试验。结果表明,爬游深潜器阻力的计算值与试验值的误差在5%以内;惯性水动力导数计算值与试验值的误差在10%以内,粘性水动力导数的计算值与试验值误差较大,但在同一量级,具有相同趋势,认为精度满足工程要求。本文研究的爬游深潜器不同位姿下的阻力性能和稳定性规律,对其控制、动力配置、性能估算及安全航行具有指导意义,另一方面,针对复杂外形潜器建立的运动稳定性判据,以及水动力试验中采用的六自由度平台机构,可以指导研究复杂外形潜器的操纵性水动力和运动稳定性。
陈倩[6]（2018）在《高机动性小型水下监测机器人研究》文中研究表明随着人类的脚步不断深入海洋世界,水下机器人在人类探索水下世界的过程中得到了特殊的应用。其中缆控水下机器人（ROV）以其突出的优势日益引起人们的关注,在传统的军事、科考等领域和现代的水产渔业、水下搜救、水下测绘、休闲娱乐等行业都能看到它们的身影。本文基于前人成功的水下机器人设计经验,设计了一款主要用于水下监测的具有高机动性的小型ROV。小型观测级ROV能完成水下观察、测量、检测等工作,与潜水员等其他水下作业方式相比,具有安全、经济、更大深度和更高效率的优点。而具有高机动性是ROV安全航行并充分发挥其性能的保障。根据ROV的性能参数指标,对ROV的艇体形状和关键零部件进行了详细的设计,确定了ROV基本外形以及各部件的结构形式、使用的材料和密封方式等。并通过理论计算和使用有限元分析软件ANSYS对ROV的主要机械部件进行了强度校核和稳定性分析。参照潜艇的运动方程,建立了ROV空间六自由度运动的数学模型,并对ROV受到的各类力和力矩就行了详细的分析。根据设计的ROV模型,利用计算机流体力学软件FLUENT仿真模拟了ROV的定常与非定常运动,求解得到相应的水动力系数共48个。为建立精确的ROV动力学模型奠定了基础。搭建了一个ROV运动仿真平台,分别对ROV的运动稳定性和水平面及垂直面机动性进行了评价和仿真分析。仿真结果表明本文设计的ROV,水平面和垂直面都具有较好的机动性。设计了ROV的控制系统,并完成了实物的装配。开展了ROV的功能性实验,结果表明,ROV能够根据控制终端的指令完成进退、回转、潜浮等基本运动以及水下摄像等操作,并具有良好的机动性。
高婷[7]（2018）在《基于空间拘束运动模拟的AUV动力学建模与操纵性优化设计》文中研究指明智能水下机器人（Autonomous Underwater Vehicle,AUV）整合了人工智能、信息融合、模式识别、自主控制、系统集成等方面的技术,在众多民用和军事领域都发挥着不可替代的作用。良好的操纵性是AUV完成各种复杂水下任务并顺利返回的基本保障,操纵性的研究也成为了分析AUV总体性能的重要组成部分。水下运动特性研究中,掌握操纵运动规律,正确建立动力学模型是开展其他性能分析与改进工作的基础。在设计初期,结合任务需求对AUV的操纵性进行综合优化,能有效的提高艇体的航行效率和环境适应能力。本文对AUV的动力学建模方法和基于改善艇型的操纵性优化方法进行研究,主要完成以下工作:对计算流体力学基本方法进行简要介绍,并以SUBOFF潜艇直航阻力为例,对数值模拟中的网格无关性进行研究,为后续的计算分析确定最佳网格方案。在此基础上利用CFD模拟PMM模型试验方法,对SUBOFF和HEU潜艇模型的水动力系数进行辨识并与试验结果比较,大部分系数的计算误差较小,验证了所选数值计算方法的可靠性。为了提高AUV的动力学建模效率,提出一种高效的水动力系数辨识方法-空间拘束运动模拟方法。基于该方法仅需一次计算即可求得空间运动方程中的全部水动力系数。通过对两个不同特征潜艇的计算分析,验证了新方法的可靠性。初始动力学模型中系数众多,且部分系数对艇体的运动影响甚微,因此结合显着性检验方法对动力学模型在保证预报精度的前提下进行简化。根据AUV的运动特征,研究了AUV操纵性的综合评价方法。该方法包含垂直面运动、水平面运动以及续航力三个方面,综合考虑了各运动的操纵性指标。并引入了改进的层次分析法,该方法克服了传统评价方法的缺陷,形成了更科学、客观的AUV操纵性能评价方法,避免了仅对单一操纵性指标进行评价的局限性。受限于水动力系数求取工作的复杂性,鲜少有AUV艇型参数对操纵性指标的灵敏度分析研究。文中以空间拘束运动模拟方法为基础,首先对三种经典的近似模型方法进行对比分析,建立对文中所述问题拟合能力最强的Kriging模型。其次,结合所建立的近似模型采用局部灵敏度和全局灵敏度分析方法,研究AUV的操纵性衡准指标对设计参数的敏感性。最后,量化操纵性指标对艇型参数变化的响应情况,分析当设计参数在一定范围内变化时,各操纵性指标的改善或恶化程度。结合灵敏度分析结果和操纵性综合评价理念,研究了如何快速得到满足任务条件的AUV最优初始方案。现有的研究成果中,在设计初期,AUV艇型的确定更依赖于设计者的经验和已有资料,因此,很难全面的考虑不同任务需求下的操纵性衡准。此外,确定性优化设计或传统稳健设计方法中近似模型预测误差易导致优化解约束的失效。针对上述两个问题,文中建立了考虑设计参数和近似模型两种不确定性的AUV操纵性综合优化方法。该方法结合蒙特卡洛法对不确定性进行了量化,可靠性更高。应用该方法分析舵翼的面积一定,只改变艇型参数时,几种不同任务需求下得到的AUV最优艇型。最后同时考虑艇体参数和舵翼面积,对特定任务需求下的AUV进行综合优化。
刘晗[8]（2017）在《船舶近岸壁航行操纵性水动力与运动稳定性研究》文中提出在贸易全球化的背景下,现代船舶朝着大型化、高速化、适应各类水域航行等特征发展。这使得船舶在港口、海峡、入海口、内河航道及运河等属于近岸、浅水的限制水域的活动密度加大,船只的航行安全问题变得更加突出。国际海事组织（International Maritime Organization,IMO）已经着手制定限制水域中的船舶操纵性衡准的初步方案,这必然会对船舶操纵性能提出更高的要求。船舶在近岸壁水域航行时,岸壁效应和浅水效应对船体产生岸吸力和艏摇力矩,因而对船舶运动产生显着影响。另一方面,近岸壁航行的船舶航速通常低于设计航速,在这类水域航行时需要保证较好的航向稳定性。因此本研究以超大型油轮和潜艇为研究对象,对近岸壁水域航行船的操纵运动水动力和操纵稳定性特征进行试验研究和数值计算,并讨论近岸壁环境下船舶航迹控制问题.以期对船舶近岸操纵运动的水动力特性和变化机理、操纵稳定性的衡量与保持有深入理解,为指导实际船舶的航行操纵和控制提供理论依据。首先,将岸壁效应水动力以非对称水动力导数进行表达,建立近岸壁船舶操纵性运动模型。然后根据线性控制理论将操纵性运动模型对外界干扰的运动响应分成稳态分量和瞬态分量,从而导出近岸壁操纵运动稳态方程和运动响应瞬态方程,再由瞬态方程组推导出判定直线稳定性和方向稳定性的判定衡准,同时对舵角施加比例微分（Proportional–Derivative,PD）控制,反推得到满足方向稳定性的增益系数区间。为得到运动方程中的各项水动力导数,采用循环水槽平面运动机构（Planar Motion Mechanism,PMM）试验系统对超大型油轮模型KVLCC2开展不同船岸距离及不同水深下的平面运动机构试验。同时在国内外首次开展岸壁效应试验的水动力不确定度分析,提出船岸距离和水深误差造成的系统偏差评估方法,明确了船岸距离和水深误差对试验结果不确定度的影响。试验得到近岸壁操纵性运动模型中的全套水动力导数,在深水中,将岸壁效应以非对称水动力导数的形式从水动力中分离,其余水动力导数不随船岸距离发生明显变化;当水深发生改变时,除舵角导数外的大部分水动力导数在浅水状态下大幅增长。基于水动力导数和稳态方程预报了不同水深下为保证航行安全所需满足的船-岸临界距离。继而通过特征值分析进行方向稳定性判定,引入PD舵控制后发现,当船舶靠近岸壁以及在浅水中时,满足方向稳定性的增益系数大幅上升,因此操舵人员应当关注水深、船岸距离等因素导致舵控制敏感度上升的问题,采取相适应的操舵策略。为实现对近岸壁船舶操纵运动的水动力数值预报,本文采用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）方法,发展出用于近岸壁运动模拟的混合动网格技术。采用CFD不确定度分析方法,对KVLCC2和潜艇标模SUBOFF的斜航试验水动力数值结果进行不确定度评估。考察循环水槽与大型水池中的斜航试验水动力值以及流场的差异,讨论用于修正侧壁效应的Tamura速度修正公式对循环水槽斜航试验的适用性,并提出循环水槽中低速船斜航横向力修正公式。通过数值模拟分析循环水槽侧壁的阻塞效应对岸壁效应试验造成的影响。对循环水槽中纯横荡试验和纯艏摇试验进行模拟并将船体水动力数值结果与试验结果进行对比,验证了本文数值方法的有效性。继而以KVLCC2和SUBOFF为对象,对在不同船岸距离和水深条件下的动态PMM试验进行数值模拟。通过分析PMM试验的水动力时历曲线发现,当船岸距离减小时,正方向的横向力受岸吸力的作用幅值增大,艏摇力矩的变化较小。浅水中纯横荡运动水动力的幅值大幅增加,而纯艏摇运动的各个时刻水动力分布的变化很大,导致水动力时历相位大幅移动。由水动力时历得到的KVLCC2近岸壁水动力导数表明,当船岸距离减小时,岸壁效应的增强使横荡附加质量和艏摇附加惯性矩增大,并且岸吸力使横向力粘性导数减小,向外转艏力矩使艏摇力矩粘性导数增大。浅水效应使所有加速度导数的绝对值增大,并且水动力导数的变化幅度可达数倍。对潜艇垂直面运动水动力导数而言,水底的岸壁效应使升沉附加质量增加,纵摇附加惯量减小。基于数值计算得到的水动力导数对KVLCC2和SUBOFF直线稳定性进行判定,发现二者不具备直线稳定性。反推满足方向稳定性的PD控制增益系数区间发现,对于深水中近岸壁航行的KVLCC2,当船岸距离大于2.8倍船宽时可采取中等敏感度控制,当船岸距离进一步减小时应采取高等敏感度控制。对于浅水中近岸壁航行的KVLCC2,采用中等敏感度控制可满足方向稳定性,并且微分增益系数成为决定方向稳定性的关键。对于SUBOFF的垂直面运动稳定性而言,随着潜艇向海底靠近,SUBOFF不再具备自动稳定性。最后,建立以舵角和航速变化作为控制输入的多输入多输出（multiple-input multipleoutput,MIMO）操纵运动响应系统,采用线性二次型调节器（linear quadratic regulator,LQR）对舵角和速度变化进行协同控制以保持船舶近岸壁航线。仿真结果表明:采用MIMO系统和LQR进行船舶航向控制过程中产生的横向距离和方位角的超调减小,达到稳定状态所用的时间更短。最后在近岸壁船舶航迹控制中,采用模型预测控制算法对双输入进行最优控制。针对岸壁效应造成的稳态航迹误差问题,设计了一种无偏模型预测控制算法,有效消除了稳态误差。将几种控制组合的仿真结果进行对比,可见采用MIMO系统和无偏模型预测控制算法的航迹跟踪稳态误差最小,相比于标准模型预测控制,无偏模型预测控制下的航速变化发挥的作用更大。
翁登程[9]（2017）在《基于AMESim与Simulink的潜艇容错控制系统研究》文中研究指明潜艇,作为现代海洋军事力量的组成部分,是海军的主要舰艇种类之一,亦是各国海军实力的一个重要表现。潜艇作为主要于近水面进行战术任务的舰艇,其日常中的一般巡航以及其他作业状态下的水下航行模式也属于近水面航行。潜艇在近水面航行时,工作环境复杂且面临许多未知情况,如执行器故障、海浪干扰等等。同时,考虑到安全因素也需要对潜艇自身状态进行约束,所以在对潜艇设计控制器时应考虑执行器故障、海浪干扰以及状态约束。论文的主要研究内容与成果如下:首先,研究了故障诊断、状态约束及自适应H∞状态反馈容错控制的集成设计方法。设计了未知干扰输入观测器,将执行器故障和外界干扰解耦,并根据解耦结果作为参照来选择适当的自适应律来进行艏艉舵故障参数估计。同时,对潜艇系统近水面实际需求进行状态约束,使得在故障发生后潜艇的系统状态满足一定约束。进而利用艏艉舵故障估计参数,设计了约束条件下自适应H∞状态反馈容错控制器。其次,研究了 AMESim与Simulink联合仿真的潜艇容错控制系统。在AMESim中对潜艇的艏艉舵按照实际的物理系统,并参照ZHYSC-F电液比例控制系统实验台中的位置控制部分构建仿真模型。在Simulink中,利用S函数编写相应的故障诊断模块、带状态约束的自适应H∞状态反馈控制器及潜艇垂直面模型等模块。通过联合仿真接口将AMESim内建立的艏艉舵模型与Simulink的控制系统模型连接起来进行联合仿真。最后,在MATLAB中验证了控制算法对潜艇垂直面控制的有效性。并在AMESim-Simulink仿真环境下,利用Simulink的控制器对AMESim的艏艉舵模型进行实时控制,反馈回Simulink的实际舵角值在对潜艇垂直面运动的控制上同样取得了很好的效果,体现出文中算法的实际应用性。
龚昊[10]（2017）在《立扁体AUV的操纵性与运动控制研究》文中研究指明全海深AUV是当前水下机器人研究领域的热点问题之一,由于其上浮和下潜时间过长,需要减小下潜和上浮时的垂向阻力,因此,可以将AUV设计成立扁体的外形结构,减小垂直面的迎流面积,进而减小垂向阻力。对于立扁体AUV,由于其外形结构的特殊性,与圆柱体AUV存在明显的区别,因此其动力学特性需要重点考虑。本文即基于此,对立扁体AUV的操纵性和运动控制问题展开分析研究。首先,建立立扁体AUV的六自由度空间运动模型。为了研究方便,将六自由度模型解耦,分别建立水平面和垂直面的三自由度动力学模型。其次,对立扁体AUV进行操纵性仿真预报。在水平面上,先进行立扁体AUV的水平面运动稳定性分析,然后进行纵向航速仿真、水平面回转运动仿真,得到AUV水平面运动的机动性能指标。在垂直面上,依然先进行垂直面稳定性分析,然后进行垂向速度仿真,在此基础上进行空间定常螺旋运动仿真,得到AUV垂直面运动的机动性能指标。再将立扁体AUV的运动特征与圆柱体AUV进行对比,得到对立扁体AUV进行操纵与控制的有关结论。最后,针对全海深AUV的研究背景,对立扁体AUV进行无动力下潜方案分析,并最终得到该AUV无动力下潜的最佳方案。然后,结合立扁体AUV的运动特性设计了模糊控制器,并进行定速、定向和定深控制仿真实验,与PID控制器相比较,得到模糊控制器的优、缺点。然后,针对模糊控制器的缺点,设计了改进自适应模糊控制器,并进行了相应的仿真实验,实验结果与模糊控制器的结果相对比,证明了该控制器的优越性。最后,利用改进自适应模糊控制器对立扁体AUV进行路径跟随控制仿真实验,以进一步验证其在立扁体AUV的运动控制上的有效性和适用性。采取根据位置偏差和航向偏差得到参考艏向角的制导方法,使AUV在跟踪过程中不断地调整艏向和自身坐标,以靠近、并最终收敛到目标路径上,实现AUV的路径跟随控制。仿真实验设定了直线的路径跟随、四边形的路径跟随以及余弦曲线的路径跟随控制,实验结果表明,改进自适应模糊控制器能够很好地实现立扁体AUV对期望路径的跟踪,达到较为理想的路径跟随效果。
二、潜艇垂直面运动稳定性衡准值的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、潜艇垂直面运动稳定性衡准值的研究（论文提纲范文）
（1）水上监测机器鱼的初步研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 选题的理论意义和实用价值 |
| 1.3 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.3.1 仿鱼机器人国外研究现状 |
| 1.3.2 仿鱼机器人国内研究现状 |
| 1.3.3 UUV综合优化研究现状 |
| 1.3.4 水下目标识别技术的研究现状 |
| 1.3.5 智能水质监测的研究现状 |
| 1.3.6 无人艇智能控制发展现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 机器鱼综合系统评估初步设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 层次分析法和模糊综合评判原理 |
| 2.2.1 层次分析法原理 |
| 2.2.2 模糊综合评判原理 |
| 2.3 评估流程 |
| 2.3.1 建立体系结构 |
| 2.3.2 建立评估数学模型 |
| 2.3.3 评估指标权重计算 |
| 2.3.4 隶属度计算 |
| 2.4 评估系统设计及分析 |
| 2.4.1 系统设计 |
| 2.4.2 处理结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 机器鱼模型设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机器鱼模型初步设计 |
| 3.2.1 初步设计分析 |
| 3.2.2 模型主尺度确定 |
| 3.2.3 外观设计 |
| 3.2.4 总布置设计 |
| 3.2.5 重量重心及浮心计算 |
| 3.2.6 密封舱设计 |
| 3.3 推进系统及操纵系统设计 |
| 3.3.1 螺旋桨设计及电机选型 |
| 3.3.2 主机选型 |
| 3.3.3 尾鳍设计 |
| 3.3.4 舵机选型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 机器鱼功能系统设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水质监测功能系统初步设计 |
| 4.2.1 水质监测系统初步设计分析 |
| 4.2.2 水质监测系统硬件选择 |
| 4.2.3 温度数据采集模块软件设计 |
| 4.2.4 浊度数据采集模块软件设计 |
| 4.2.5 PH值数据采集模块软件设计 |
| 4.3 通信系统初步设计 |
| 4.3.1 通信系统初步设计分析 |
| 4.3.2 通信系统硬件选择 |
| 4.3.3 通信模块软件设计 |
| 4.4 目标识别系统设计 |
| 4.4.1 目标识别系统初步设计分析 |
| 4.4.2 目标识别系统硬件设计 |
| 4.4.3 目标识别系统软件设计 |
| 4.5 智能航行系统设计 |
| 4.5.1 智能航行系统初步设计 |
| 4.5.2 智能航行系统的硬件设计 |
| 4.5.3 智能航行系统软件设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 机器鱼制作及实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 机器鱼模型的制作 |
| 5.3 水密试验 |
| 5.4 主要系统设备的安装 |
| 5.5 机器鱼试验及数据分析 |
| 5.5.1 快速性试验 |
| 5.5.2 操纵性试验 |
| 5.5.3 升沉试验 |
| 5.6 水质监测试验及结果分析 |
| 5.7 目标识别试验及结果分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 机器鱼的初步优化分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 快速性优化数学模型 |
| 6.2.1 快速性指标 |
| 6.2.2 设计变量 |
| 6.2.3 目标函数 |
| 6.2.4 约束条件 |
| 6.3 操纵性优化数学模型 |
| 6.3.1 操纵性指标 |
| 6.3.2 设计变量 |
| 6.3.3 目标函数 |
| 6.3.4 约束条件 |
| 6.4 综合优化数学模型 |
| 6.4.1 设计变量 |
| 6.4.2 目标函数 |
| 6.4.3 约束条件 |
| 6.5 优化算法 |
| 6.5.1 遗传算法 |
| 6.5.2 混沌算法 |
| 6.6 优化计算及分析 |
| 6.6.1 遗传算法优化计算 |
| 6.6.2 混沌算法优化计算 |
| 6.7 优化结果 |
| 6.8 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 1.论文的主要工作总结 |
| 2.论文的研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所发表的学术论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）多航态航行器样机研制及水动力性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 多航态航行器国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 潜艇自航模试验技术国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 多航态航行器样机研制 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 壳体构型 |
| 2.2.1 选型参考 |
| 2.2.2 主尺度 |
| 2.3 分系统构成 |
| 2.3.1 浮力调节系统 |
| 2.3.2 纵倾调节系统 |
| 2.3.3 控制系统 |
| 2.3.4 导航系统 |
| 2.3.5 操纵系统 |
| 2.3.6 动力系统 |
| 2.3.7 推进系统 |
| 2.4 总布置设计 |
| 2.5 加工装配设计 |
| 2.5.1 艇模外壳加工 |
| 2.5.2 水密舱体装配 |
| 2.5.3 艏、艉舵装配 |
| 2.6 浮态校核 |
| 2.6.1 多航态平衡分析 |
| 2.6.2 重量重心计算 |
| 2.6.3 固定浮容积计算 |
| 2.7 样机指标 |
| 2.7.1 快速性指标 |
| 2.7.2 操纵性指标 |
| 2.7.3 耐波性指标 |
| 2.7.4 样机指标 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 多航态样机快速性分析 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 计算流体力学技术 |
| 3.2.1 流体动力学的基本方程 |
| 3.2.2 自由液面处理 |
| 3.2.3 湍流模型 |
| 3.2.4 边界层处理 |
| 3.3 快速性试验设计 |
| 3.3.1 水面拖曳阻力试验 |
| 3.3.2 水下拘束水槽试验 |
| 3.4 裸船体阻力分析 |
| 3.4.1 水面航态阻力误差分析 |
| 3.4.2 对比DTMB 5415标模 |
| 3.4.3 水下航态阻力误差分析 |
| 3.4.4 对比SUBOFF-B标模 |
| 3.5 模型自航性能分析 |
| 3.5.1 水面自航状态 |
| 3.5.2 水下自航状态 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 多航态样机操纵性研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 样机垂直面运动建模 |
| 4.2.1 空间坐标系确定 |
| 4.2.2 垂直面的受力分析 |
| 4.2.3 垂直面运动方程 |
| 4.3 操纵性试验 |
| 4.3.1 攻角斜航试验 |
| 4.3.2 简谐升沉试验 |
| 4.3.3 简谐俯仰试验 |
| 4.3.4 试验工况 |
| 4.4 水动力系数的计算 |
| 4.4.1 攻角斜航试验 |
| 4.4.2 简谐升沉试验 |
| 4.4.3 简谐俯仰试验 |
| 4.5 仿真系统构建 |
| 4.5.1 路径规划模块 |
| 4.5.2 PID控制模块 |
| 4.5.3 运动方程模块 |
| 4.5.4 坐标系转换模块 |
| 4.5.5 模块集成 |
| 4.6 仿真模拟 |
| 4.6.1 定深直航模拟 |
| 4.6.2 阶跃信号响应 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 多航态样机耐波性研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 三维势流理论 |
| 5.2.1 基本假定 |
| 5.2.2 坐标系统 |
| 5.2.3 控制方程和边界条件 |
| 5.2.4 边界积分法 |
| 5.3 二维切片理论 |
| 5.3.1 基本假设 |
| 5.3.2 切片受力分析 |
| 5.3.3 船舶运动方程 |
| 5.4 波浪理论 |
| 5.4.1 规则波理论 |
| 5.4.2 海浪 |
| 5.5 耐波性的仿真模拟 |
| 5.5.1 波浪的要素 |
| 5.5.2 横摇阻尼的修正 |
| 5.5.3 幅值响应算子计算 |
| 5.5.4 谱分析法统计结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）全海深AUV上浮运动稳定性分析（论文提纲范文）
| 1 全海深AUV上浮运动稳定性衡准公式 |
| 1.1 坐标系与水动力角σ、γ的定义 |
| 1.2 ξEζ面运动稳定性 |
| 1.2.1 静稳定性 |
| 1.2.2 动稳定性 |
| 1.3 ηEζ面运动稳定性 |
| 1.3.1 静稳定性 |
| 1.3.2动稳定性 |
| 2 全海深AUV运动稳定性分析 |
| 2.1 计算模型 |
| 2.2 水动力计算 |
| 2.2.1 斜航运动 |
| 2.2.2 纯纵荡运动 |
| 2.2.3 纯横荡运动 |
| 2.2.4 纯俯仰运动 |
| 2.2.5 纯横摇运动 |
| 3 稳定性分析 |
| 1)ξEζ面稳定性。 |
| (1)静稳定性衡准。 |
| (2)动稳定性衡准。 |
| 2)ηEζ面稳定性。 |
| (1)静稳定性衡准。 |
| (2)动稳定性衡准。 |
| 4 结论 |
（5）爬游深潜器多腿位姿对巡游阻力和稳定性的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 潜器阻力研究现状 |
| 1.2.2 潜器操纵性研究现状 |
| 1.2.3 潜器运动稳定性研究现状 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 第2章 数学模型与基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 爬游深潜器操纵性平面运动方程式 |
| 2.2.1 空间坐标系 |
| 2.2.2 爬游深潜器操纵运动一般方程 |
| 2.2.3 爬游深潜器操纵运动受力表达式 |
| 2.2.4 爬游深潜器操纵运动方程 |
| 2.3 运动稳定性判据 |
| 2.3.1 垂直面运动稳定性判据 |
| 2.3.2 水平面运动稳定性判据 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 爬游深潜器多腿位姿对阻力的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数值方法及边界条件 |
| 3.2.1 控制方程 |
| 3.2.2 湍流模型 |
| 3.2.3 流场数值算法 |
| 3.2.4 边界条件 |
| 3.3 几何建模及计算域网格划分 |
| 3.4 数值计算结果及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 爬游深潜器多腿位姿对运动稳定性的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 爬游深潜器斜航运动仿真 |
| 4.2.1 垂直面变攻角斜航运动 |
| 4.2.2 水平面变漂角斜航运动 |
| 4.3 爬游深潜器纯升沉运动仿真 |
| 4.3.1 纯升沉运动数学方程 |
| 4.3.2 纯升沉运动数值模拟 |
| 4.4 爬游深潜器纯俯仰运动仿真 |
| 4.4.1 纯俯仰运动数学方程 |
| 4.4.2 纯俯仰运动数值模拟 |
| 4.5 爬游深潜器纯横荡运动仿真 |
| 4.5.1 纯横荡运动数学方程 |
| 4.5.2 纯横荡运动数值模拟 |
| 4.6 爬游深潜器纯首摇运动仿真 |
| 4.6.1 纯首摇运动数学方程 |
| 4.6.2 纯首摇运动数值模拟 |
| 4.7 爬游深潜器不同位姿稳定性判定 |
| 4.7.1 垂直面稳定性判定 |
| 4.7.2 水平面稳定性判定 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 爬游深潜器模型水动力试验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验装置简介 |
| 5.2.1 爬游深潜器缩比模型 |
| 5.2.2 实验器材 |
| 5.3 试验工况 |
| 5.4 试验数据及分析 |
| 5.4.1 阻力数据及分析 |
| 5.4.2 操纵性水动力数据及分析 |
| 5.5 对试验情况的说明 |
| 5.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 附录1 阻力数值算法及网格验证 |
| 附录2 平面运动机构仿真的UDF代码 |
| 附录3 操纵性数值算法及网格验证 |
| 附录4 六自由度平台及平面运动机构性能指标 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 攻读硕士学位期间参与的项目 |
| 攻读硕士学位期间获得的奖项 |
| 致谢 |
（6）高机动性小型水下监测机器人研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 ROV的国内外研究现状 |
| 1.2.1 小型ROV的国内外研究现状 |
| 1.2.2 小型ROV机动性的国内外研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 ROV系统方案设计与动力学分析 |
| 2.1 ROV的系统方案设计 |
| 2.1.1 ROV系统的组成 |
| 2.1.2 ROV系统的设计 |
| 2.1.3 ROV结构设计与设备选型 |
| 2.2 ROV系统动力学建模 |
| 2.2.1 ROV空间运动受力分析 |
| 2.2.2 ROV的空间六自由度运动方程 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 基于FLUENT仿真计算ROV水动力系数 |
| 3.1 ROV基本参数 |
| 3.2 FLUENT求解流体力学原理 |
| 3.2.1 有限控制体积法 |
| 3.2.2 基于SIMPLE和 PISO算法的流场数值计算 |
| 3.2.3 求解空间粘性运动的湍流模型 |
| 3.3 ROV计算模型前处理 |
| 3.3.1 计算域设定 |
| 3.3.2 网格划分 |
| 3.3.3 边界条件设置 |
| 3.4 FLUENT数值计算水动力系数 |
| 3.4.1 定常运动数值模拟 |
| 3.4.2 非定常运动数值模拟 |
| 3.4.3 若干水动力系数估算 |
| 3.4.4 ROV水动力系数汇总 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 ROV机动性分析与运动仿真 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 ROV水平面机动性分析与运动仿真 |
| 4.2.1 ROV水平面机动性分析 |
| 4.2.2 ROV水平面运动仿真 |
| 4.3 ROV垂直面机动性分析与运动仿真 |
| 4.3.1 ROV垂直面机动性分析 |
| 4.3.2 ROV垂直面运动仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 ROV控制系统搭建及实验 |
| 5.1 ROV控制系统搭建 |
| 5.1.1 ROV控制系统硬件介绍 |
| 5.1.2 ROV控制系统软件介绍 |
| 5.2 调试实验 |
| 5.2.1 水密耐压实验 |
| 5.2.2 平衡实验 |
| 5.3 功能验证实验 |
| 5.3.1 水下观测实验 |
| 5.3.2 水下航行实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（7）基于空间拘束运动模拟的AUV动力学建模与操纵性优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 博士学位论文创新成果自评表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 AUV发展历程与现状 |
| 1.3 AUV操纵性研究进展 |
| 1.4 操纵性优化关键技术研究现状 |
| 1.4.1 水动力系数计算方法 |
| 1.4.2 操纵性评价方法 |
| 1.4.3 操纵性优化方法 |
| 1.5 稳健性优化设计研究现状 |
| 1.5.1 稳健性设计简介 |
| 1.5.2 国内外稳健性优化设计研究现状 |
| 1.5.3 近似模型不确定性研究现状 |
| 1.6 存在的问题及论文的主要研究内容 |
| 第2章 AUV动力学模型参数估算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 CFD数值模拟方法 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.2.3 壁面条件 |
| 2.3 网格无关性检验 |
| 2.3.1 SUBOFF模型 |
| 2.3.2 网格无关性检验 |
| 2.4 水动力系数数值计算 |
| 2.4.1 计算模型 |
| 2.4.2 网格划分 |
| 2.4.3 PMM试验数值模拟 |
| 2.5 模型水动力试验 |
| 2.5.1 试验设备简介 |
| 2.5.2 水动力试验 |
| 2.5.3 结果分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于空间拘束运动模拟的动力学建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 坐标系及坐标转换 |
| 3.2.1 坐标系 |
| 3.2.2 坐标转换 |
| 3.2.3 六自由度运动方程 |
| 3.3 基于空间拘束运动模拟的水动力系数辨识 |
| 3.3.1 模拟方法 |
| 3.3.2 水动力系数辨识 |
| 3.3.3 辨识结果分析 |
| 3.4 动力学模型显着性检验 |
| 3.4.1 相关性分析 |
| 3.4.2 假设检验的基本原理 |
| 3.4.3 P检验分析 |
| 3.5 动力学模型简化 |
| 3.5.1 小扰动运动的模型简化 |
| 3.5.2 简化结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 回转体AUV操纵性综合评价 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 改进的模糊层次分析法 |
| 4.2.1 层次分析法 |
| 4.2.2 模糊层次分析法 |
| 4.2.3 改进模糊层次分析法 |
| 4.3 艇型选取 |
| 4.3.1 常用艇型 |
| 4.3.2 艇型参数化建模 |
| 4.4 回转体AUV操纵性模糊综合评价 |
| 4.4.1 评价指标分析 |
| 4.4.2 评价指标权重的求解 |
| 4.4.3 确定单因素评价矩阵 |
| 4.4.4 整体模糊综合评价 |
| 4.5 回转体AUV操纵性能评价算例分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 操纵性衡准对艇型参数的灵敏度分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验设计 |
| 5.2.1 最优拉丁超立方设计 |
| 5.2.2 计算样本点 |
| 5.3 基于样本数据建立近似模型 |
| 5.3.1 近似模型方法 |
| 5.3.2 近似模型对比分析 |
| 5.4 灵敏度分析 |
| 5.4.1 局部灵敏度分析 |
| 5.4.2 全局灵敏度分析 |
| 5.5 灵敏度计算结果及分析 |
| 5.5.1 灵敏度分析流程 |
| 5.5.2 稳定性灵敏度分析 |
| 5.5.3 机动性灵敏度分析 |
| 5.6 参数变化对操纵性的影响度分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 考虑不确定性的AUV操纵性综合优化 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 参数及模型不确定性的量化 |
| 6.2.1 参数不确定性 |
| 6.2.2 近似模型不确定性 |
| 6.2.3 均值和方差的分析方法 |
| 6.2.4 参数不确定性和近似模型不确定性的综合量化 |
| 6.3 稳健性优化设计 |
| 6.3.1 σ与σ水平 |
| 6.3.2 稳健性优化设计模型 |
| 6.4 AUV操纵性综合优化设计 |
| 6.4.1 不确定性因素建模 |
| 6.4.2 不确定性优化设计 |
| 6.4.3 优化设计方法 |
| 6.4.4 优化方法对比 |
| 6.5 优化结果分析 |
| 6.5.1 艇型优化 |
| 6.5.2 考虑舵翼面积的综合优化 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）船舶近岸壁航行操纵性水动力与运动稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 限制水域中的船舶操纵性理论研究 |
| 1.2.2 近岸壁及限制水域中船舶水动力试验研究 |
| 1.2.3 近岸壁及限制水域中船舶水动力数值研究 |
| 1.2.4 潜器近海底操纵性水动力数值研究 |
| 1.2.5 限制水域中船舶航迹控制研究 |
| 1.3 本文主要内容 |
| 1.4 本文主要创新点 |
| 第二章 船舶近岸壁操纵性运动模型 |
| 2.1 近岸壁操纵性运动模型 |
| 2.1.1 坐标系统 |
| 2.1.2 MMG模型 |
| 2.1.3 近岸壁操纵性运动模型 |
| 2.2 近岸壁操纵运动稳定性判定 |
| 2.2.1 稳态方程和瞬态方程 |
| 2.2.2 方向稳定性判定衡准 |
| 2.2.3 满足方向稳定性的舵控制参数 |
| 2.2.4 直线稳定性判定衡准 |
| 2.2.5 潜器垂直面运动稳定性判定衡准 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 近岸壁船舶操纵性水动力试验研究 |
| 3.1 循环水槽中近岸壁PMM试验方法 |
| 3.1.1 循环水槽及其平面运动机构 |
| 3.1.2 试验模型 |
| 3.1.3 试验工况 |
| 3.1.4 数据分析方法 |
| 3.2 近岸壁PMM试验结果 |
| 3.2.1 不同船岸距离下的PMM试验结果 |
| 3.2.2 不同水深下的PMM试验结果 |
| 3.3 岸壁效应试验不确定度分析 |
| 3.3.1 考虑船岸距离和水深偏差的不确定度分析 |
| 3.3.2 岸壁效应不确定度分析结果 |
| 3.4 基于PMM试验的运动稳定性分析 |
| 3.4.1 基于循环水槽PMM试验水动力导数的回转运动预报 |
| 3.4.2 运动平衡状态 |
| 3.4.3 满足方向稳定性的舵控制参数 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 循环水槽PMM试验的数值模拟 |
| 4.1 粘性流计算理论和数值方法 |
| 4.1.1 运动控制方程 |
| 4.1.2 边界条件 |
| 4.1.3 数值方法 |
| 4.1.4 混合动网格技术 |
| 4.2 循环水槽中侧壁效应对斜航试验影响的数值模拟与水动力修正 |
| 4.2.1 斜航试验数值模拟的验证 |
| 4.2.2 速度修正方法的适用性评估 |
| 4.2.3 低速船斜航试验水动力修正 |
| 4.2.4 循环水槽岸壁效应试验中阻塞效应的影响 |
| 4.3 CFD不确定度分析 |
| 4.3.1 CFD不确定度分析理论 |
| 4.3.2 KVLCC2约束模试验CFD不确定度分析 |
| 4.3.3 SUBOFF约束模试验CFD不确定度分析 |
| 4.4 循环水槽动态PMM试验数值模拟 |
| 4.4.1 模拟工况 |
| 4.4.2 模拟结果与试验对比验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 近岸壁操纵性水动力与运动稳定性的数值预报 |
| 5.1 深水中近岸壁PMM运动水动力与运动稳定性的数值预报 |
| 5.1.1 计算工况 |
| 5.1.2 水动力计算结果与分析 |
| 5.1.3 直线稳定性和方向稳定性判定 |
| 5.2 浅水中近岸壁PMM运动水动力与运动稳定性的数值预报 |
| 5.2.1 计算工况 |
| 5.2.2 水动力计算结果与分析 |
| 5.2.3 直线稳定性和方向稳定性判定 |
| 5.3 潜艇近海底PMM运动水动力和运动稳定性的数值预报 |
| 5.3.1 模拟工况 |
| 5.3.2 水动力计算结果与分析 |
| 5.3.3 运动稳定性判定 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 近岸壁航行船舶航迹控制 |
| 6.1 近岸壁操纵性运动多输入-多输出响应系统 |
| 6.2 基于线性二次型调节器的航向保持控制 |
| 6.2.1 线性二次型控制模型 |
| 6.2.2 控制效果仿真与对比 |
| 6.3 基于无偏模型预测方法的近岸壁船舶航迹控制 |
| 6.3.1 航迹跟踪的标准模型预测控制算法 |
| 6.3.2 无偏模型预测控制 |
| 6.3.3 仿真结果与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（9）基于AMESim与Simulink的潜艇容错控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状及分析 |
| 1.3.1 潜艇系统操纵性研究 |
| 1.3.2 故障诊断方法 |
| 1.3.3 系统状态约束的研究 |
| 1.3.4 容错控制方法 |
| 1.3.5 故障诊断与容错控制的集成设计方法的研究 |
| 1.4 AMESim软件介绍 |
| 1.5 本文主要工作与章节安排 |
| 1.5.1 主要工作 |
| 1.5.2 章节安排 |
| 第二章 预备理论知识 |
| 2.1 潜艇运动模型 |
| 2.1.1 潜艇垂直面运动模型 |
| 2.1.2 潜艇的近水面模型 |
| 2.2 2 H_∞控制理论简介 |
| 2.2.1 标准H_∞控制问题 |
| 2.2.2 H_∞状态反馈控制 |
| 2.3 模型参考自适应控制 |
| 第三章 潜艇控制系统的故障诊断、状态约束与容错控制设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 潜艇控制系统与艏艉舵故障模型 |
| 3.3 艏艉舵故障参数估计 |
| 3.4 潜艇控制系统状态约束设计 |
| 3.5 约束时自适应H_∞状态反馈控制器的设计 |
| 3.6 仿真结果 |
| 3.7 本章结语 |
| 第四章 基于AMESim与Simulink的潜艇容错控制系统的联合仿真 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 AMESim-Simulink联合仿真技术及基本原理 |
| 4.2.1 联合仿真前期准备 |
| 4.2.2 AMESim与MATLAB/Simulink数据接口 |
| 4.3 基于AMESim的潜艇舵机模型建立 |
| 4.4 潜艇控制系统的联合仿真设计及实现 |
| 4.4.1 潜艇控制系统整体结构 |
| 4.4.2 S函数介绍 |
| 4.4.3 控制系统的S函数设计 |
| 4.4.4 潜艇容错控制系统联合仿真的实现 |
| 4.5 仿真结果 |
| 4.6 本章结语 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（10）立扁体AUV的操纵性与运动控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题研究的目的及意义 |
| 1.3 AUV国内外研究现状 |
| 1.3.1 AUV的国外研究现状 |
| 1.3.2 AUV的国内研究现状 |
| 1.4 AUV模糊控制技术研究现状 |
| 1.5 论文研究的主要内容 |
| 第2章 立扁体AUV的动力学模型 |
| 2.1 建立坐标系 |
| 2.2 立扁体AUV的执行机构布置 |
| 2.3 空间运动方程 |
| 2.3.1 水平面运动方程 |
| 2.3.2 垂直面运动方程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 操纵性仿真预报 |
| 3.1 水平面操纵性仿真 |
| 3.1.1 水平面运动稳定性分析 |
| 3.1.2 水平面纵向航速仿真 |
| 3.1.3 立扁体AUV的水平面回转运动仿真 |
| 3.2 垂直面操纵性仿真 |
| 3.2.1 垂直面运动稳定性分析 |
| 3.2.2 垂向速度仿真 |
| 3.2.3 空间定常螺旋运动仿真 |
| 3.3 立扁体AUV与圆柱体AUV运动特性对比 |
| 3.4 无动力下潜 |
| 3.4.1 无动力下潜分析 |
| 3.4.2 无动力下潜仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 立扁体AUV的模糊控制 |
| 4.1 模糊控制理论 |
| 4.1.1 模糊化 |
| 4.1.2 模糊推理 |
| 4.1.3 解模糊 |
| 4.2 模糊控制器的设计 |
| 4.2.1 隶属度函数 |
| 4.2.2 模糊推理和模糊控制规则表 |
| 4.3 AUV的模糊控制仿真实验 |
| 4.3.1 艏向角控制仿真 |
| 4.3.2 航速控制仿真 |
| 4.3.3 定深控制仿真 |
| 4.4 改进自适应模糊控制算法及其控制器设计 |
| 4.4.1 改进自适应方法 |
| 4.4.2 改进自适应模糊控制下的艏向角控制仿真 |
| 4.4.3 改进自适应模糊控制下的航速控制仿真 |
| 4.4.4 改进自适应模糊控制下的定深控制仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 改进自适应模糊控制在AUV路径跟随上的应用 |
| 5.1 路径跟随制的导控制方法 |
| 5.2 路径跟随控制误差方程 |
| 5.3 AUV的路径跟随控制仿真实验 |
| 5.3.1 直线路径跟随 |
| 5.3.2 四边形路径跟随 |
| 5.3.3 余弦曲线路径跟随 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、潜艇垂直面运动稳定性衡准值的研究（论文参考文献）
- [1]水上监测机器鱼的初步研究[D]. 蔡城岐. 江苏科技大学, 2021
- [2]潜器近水面运动建模和操纵控制技术综述[J]. 宋江峰,殷洪,董根金,李继中. 舰船科学技术, 2020(15)
- [3]多航态航行器样机研制及水动力性能研究[D]. 吴禹良. 哈尔滨工程大学, 2020(04)
- [4]全海深AUV上浮运动稳定性分析[J]. 李晔,郭洪志,曹建. 哈尔滨工程大学学报, 2019(10)
- [5]爬游深潜器多腿位姿对巡游阻力和稳定性的影响[D]. 张康. 中国舰船研究院, 2019(08)
- [6]高机动性小型水下监测机器人研究[D]. 陈倩. 哈尔滨工业大学, 2018(02)
- [7]基于空间拘束运动模拟的AUV动力学建模与操纵性优化设计[D]. 高婷. 哈尔滨工程大学, 2018(01)
- [8]船舶近岸壁航行操纵性水动力与运动稳定性研究[D]. 刘晗. 上海交通大学, 2017(01)
- [9]基于AMESim与Simulink的潜艇容错控制系统研究[D]. 翁登程. 厦门大学, 2017(07)
- [10]立扁体AUV的操纵性与运动控制研究[D]. 龚昊. 哈尔滨工程大学, 2017(06)