Курсовая работа: Управление с обходом препятствий в вертикальной плоскости для автономного подводного аппарата

Содержание
Введение 3
Обзор литературы 5

1. Содержательная постановка задачи 6
2. Математическая постановка задачи 9

2.1.Уравнения движения необитаемого подводного аппарата 9
2.2.Линеаризация уравнений динамики 11
2.3.Декомпозиция общей задачи синтеза 13

3. Методы решения задач синтеза 15

3.1.Синтез асимптотического наблюдателя в горизонтальной плоскости 15
3.2.Синтез скоростного регулятора на базе оценки состояния в горизонтальной плоскости 16
3.3.Синтез асимптотического наблюдателя в вертикальной плоскости 18
3.4.Синтез пропорционально-дифференциального регулятора по состоянию в вертикальной плоскости 19
3.5.Командный уровень на базе сонара 23

4. Компьютерное моделирование НПА REMUS 26

4.1.Компьютерное моделирование наблюдателя и управления в горизонтальной плоскости 26
4.2.Компьютерное моделирование наблюдателя и управления в вертикальной плоскости 29
4.3.Моделирование динамической системы в среде Simulink 31
4.4.Обход препятствий в вертикальной плоскости 34
Выводы 38
Заключение 39
Список литературы 40
Приложение А 41

Введение

Подводная робототехника является одной из новейших областей развития автоматизированных робототехнических комплексов. В последние годы оснащенные широким спектром различных датчиков необитаемые подводные аппараты (НПА), именуемые в зарубежных публикациях термином «Autonomous underwater vehicle» (AUV), широко используются для решения таких задач, как исследование рельефа морского дна, мониторинг и обслуживание трубопроводов и кабельных линий, сбор биологических и геологических проб жидкостей, освоение морских нефтяных и газовых месторождений, проведение подводных аварийно-спасательных работ. Рост популярности такого рода аппаратов объясняется тем, что применение пилотируемых аппаратов может быть весьма опасно для жизни самих пилотов и несет большие эксплуатационные расходы.
Исследования в области моделирования и управления подводными роботами в конечном итоге направ