1、近幾年來,我國開始注重深海資源的開發(fā)與利用。深海豐富的資源能夠解決當前我們面臨的資源短缺問題。這為水下航行器研究提供了廣泛的背景與需求。由于海流、海浪等工作環(huán)境干擾大,海洋環(huán)境惡劣,對水下航行器的要求越來越高。ROV(Remote Operated Vehicle)的研究已較成熟,由于AUV(Autonomous Underwater Vehicle)有比它更好的性能,因此目前AUV是水下航行器研究的熱點。而許多AUV在執(zhí)行任務時,往往

2、航行速度較低。傳統(tǒng)的舵控制AUV在低速下操縱性低,無法滿足控制要求。矢量推進式AUV由于其在低速下還具有很好的操縱性,這使得矢量推進式AUV具有極大的研究意義。
　　首先建立矢量推進式AUV的數學模型,再用軟件仿真和經驗公式計算,對水動力系數進行計算。由于AUV的橫向-橫滾運動、水平面運動與縱垂直面運動存在著耦合關系,提出相應的解耦方法。最后在數學模型和水動力系數的基礎上,研究矢量推進式AUV的動力學行為。
　　本文研究的深

3、水 AUV采用單矢量推進器進行航向控制的自治式水下航行器,與采用傳統(tǒng)的鰭舵進行航向控制的AUV相比,具有更好地低速操控性及定位精度。根據單矢量推進式AUV的特點,將AUV的推力視為螺旋漿轉速及矢量推進器擺角的函數,運用Newton-Euler法建立了AUV的6自由度運動學模型動力學模型,采用四階五級龍格-庫塔方法對單矢量推進式AUV動力學模型進行了求解,在 Matlab環(huán)境下對其動力學行為進行了仿真預測,并通過湖試驗證了所建模型的正確性

4、,為控制系統(tǒng)的設計奠定了基礎。
　　本文主要的研究內容有:
　　1、在不考慮浮力系統(tǒng)的情況下,將 AUV近似視為一個剛體,運用剛體的動力學定理和運動學推導得到了AUV的數學模型。
　　2、運用Fluent軟件計算 AUV的水動力系數,查找魚雷、潛艇等的外形與AUV相似的水下航行器的經驗公式對水動力系數進行估算,再對兩種方法所得的結果進行比較。
　　3、運用MATLAB和已經得到的數學模型和水動力系數對AUV進行仿