学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

XY航车系统运动性能分析

作　者: 杨溢
导　师: 徐玉如
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: XY航车系统建模运动仿真
分类号: TP242.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 10次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

哈尔滨工程大学水下智能机器人重点实验室实验水池的主要功能是用来模拟有海洋影响时的动态环境,研究该环境对水下机器人的控制、避碰、规划、作业、特殊机动等,进行系统的闭环调整,以优化控制规律,为水下机器人提供一个物理仿真调试环境。该水池属于大深度的宽型水池,配以X-Y航车、多方向造波系统等大型专用设备,可将耐波性水池和操纵性水池合二为一,除了开展舰船耐波性和操纵性试验研究外,同时还能开展波浪中的操纵性试验项目。本文的研究对象即为该水池中的主要设备之一的XY航车。XY航车系统由于主航车和副航车两者间互成直角方向运动,故航车可在水池的整个平面做二元运动。主、副航车的运动与转台的回转运动可以控制同步,故可使船模以运动切线方向或任意迎角的状态运动,从而研究援潜救生艇、穿梭式载人潜水器和水面舰船在波浪影响下的水动力特性,如波浪阻力、运动响应等,同时研究它们的操纵性水动力导数,为建立操纵性方程、实现自航模的运动控制和计算机仿真系统开发平台提供依据。本文以XY作为研究对象,重点分析其运动性能。首先,根据动力学、电学原理及刚体运动学,在分析XY航车系统的结构组成的基础上,对其建立起运动的数学模型。其次,根据本XY航车系统的数学模型,分别采用频域、时域分析方法分析XY航车的频域与时域特性。此后,针对该数学模型,给出了X航车和Y航车的阶跃响应曲线,由此得出XY航车所能达到的运动性能。最后,在Matlab里建立运动仿真系统,对XY航车系统几种典型的运动形式—圆周运动、Z形回转及斜航回转进行了仿真。通过仿真结果,分析了XY航车系统的运动性能及误差。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-18
  1.1 概述  11-12
  1.2 XY航车的功能及国内外水池拖车现状  12-15
    1.2.1 XY航车的功能  12-14
    1.2.2 国内外水池拖车现状  14-15
  1.3 系统建模与仿真  15-16
  1.4 论文的研究意义与主要工作内容  16-18
    1.4.1 论文的研究意义  16
    1.4.2 论文主要工作内容  16-18
第2章 XY航车系统结构组成  18-48
  2.1 引言  18
  2.2 XY航车的系统组成  18-37
    2.2.1 X方向主航车结构  19-28
      2.2.1.1 X方向主航车轨道的组成结构形式  20-22
      2.2.1.2 X方向航车主桁架结构  22-23
      2.2.1.3 X方向主航车传动系统  23-26
      2.2.1.4 X方向主航车液压刹车系统  26-27
      2.2.1.5 X方向主航车导向轮系  27-28
    2.2.2 Y方向副航车系统结构  28-35
      2.2.2.1 Y方向副航车轨道的组成结构形式  28-31
      2.2.2.2 Y方向副航车主框架结构  31-32
      2.2.2.3 Y方向副航车传动系统  32-33
      2.2.2.4 Y方向副航车液压刹车系统  33-34
      2.2.2.5 Y方向副航车导向轮系  34-35
      2.2.2.6 Y方向副航车控制室  35
    2.2.3 转台系统  35-37
      2.2.3.1 转台传动系统  35-36
      2.2.3.2 转台制动系统  36
      2.2.3.3 转台回转支撑  36-37
  2.3 XY航车运动系统分析  37-47
    2.3.1 X方向主航车运动系统分析  37-41
      2.3.1.1 X方向主航车驱动电机及速度反馈  37-38
      2.3.1.2 X方向主航车调速装置  38-40
      2.3.1.3 X方向主航车的PLC和接近开关  40-41
      2.3.1.4 X方向主航车绝对位置编码器  41
    2.3.2 Y方向副航车运动系统分析  41-42
      2.3.2.1 Y方向副航车驱动电机及速度反馈  41-42
      2.3.2.2 Y方向调速装置  42
      2.3.2.3 Y方向副航车PLC和接近开关  42
      2.3.2.4 Y方向副航车绝对位置编码器  42
    2.3.3 转台运动系统分析  42-44
      2.3.3.1 转台驱动电机及转速反馈  42-43
      2.3.3.2 转台驱动调速装置  43-44
      2.3.3.3 转台绝对位置编码器  44
    2.3.4 XY航车系统控制方式  44-47
      2.3.4.1 XY航车控制系统综述  44-46
      2.3.4.2 XY航车操控台  46-47
  2.4 本章小结  47-48
第3章 XY航车系统的建模与特性分析  48-67
  3.1 引言  48
  3.2 XY航车的数学模型  48-54
    3.2.1 概述  48
    3.2.2 X方向主航车模型  48-53
    3.2.3 Y方向副航车模型  53
    3.2.4 转台模型  53-54
  3.3 XY航车系统动态特性分析  54-66
    3.3.1 X方向主航车系统动态特性分析  54-61
      3.3.1.1 X方向航车系统频率特性分析  54-55
      3.3.1.2 X方向航车系统稳定性分析  55-56
      3.3.1.3 X方向航车系统时域特性分析  56-59
      3.3.1.4 轨道摩擦力对X航车运动性能影响  59-61
    3.3.2 Y方向副航车系统动态特性分析  61-66
      3.3.2.1 Y方向航车系统频率特性  61-63
      3.3.2.2 Y方向航车系统稳定性分析  63-64
      3.3.2.3 Y方向航车系统时域特性分析  64-66
  3.4 本章小结  66-67
第4章 XY航车典型运动仿真  67-79
  4.1 引言  67
  4.2 圆周运动(CMT)仿真  67-72
    4.2.1 圆周运动的运动方程  67-68
    4.2.2 圆周运动的Matlab仿真  68-72
  4.3 摆艏运动(Z形回转PMM)运动仿真  72-75
    4.3.1 摆艏运动的运动方程  72-73
    4.3.2 摆艏运动的Matlab仿真  73-75
  4.4 斜向摆艏运动  75-78
    4.4.1 斜向摆艏运动的运动方程  75-76
    4.4.2 斜向摆艏运动的Matlab仿真  76-78
  4.5 本章小结  78-79
结论  79-81
参考文献  81-84
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  84-85
致谢  85

XY航车系统运动性能分析

内容摘要

全文目录

相似论文