1、海洋漁業(yè)作為人類(lèi)長(zhǎng)期賴(lài)以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，為人類(lèi)提供了豐富的食物及營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。拖網(wǎng)捕撈漁業(yè)具有主動(dòng)性好、作業(yè)區(qū)域廣等優(yōu)點(diǎn)，已逐漸成為海洋漁業(yè)中最為重要的作業(yè)方式。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及物質(zhì)生活不斷豐富，人類(lèi)對(duì)營(yíng)養(yǎng)和健康的食品需求越來(lái)越大，使得海洋捕撈產(chǎn)業(yè)的重要性逐漸顯現(xiàn)。同時(shí)，海洋漁業(yè)資源的衰退及海洋生態(tài)保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，拖網(wǎng)捕撈效率及生態(tài)影響問(wèn)題逐漸成為關(guān)注的熱點(diǎn)話(huà)題。傳統(tǒng)拖網(wǎng)捕撈多采用手動(dòng)控制，捕撈效率主要依賴(lài)操作人員的經(jīng)驗(yàn)，而拖網(wǎng)曳綱

2、長(zhǎng)達(dá)上千米，使得拖網(wǎng)的手動(dòng)控制精度差、響應(yīng)慢，降低了拖網(wǎng)捕撈效率，拖網(wǎng)操作的不當(dāng)還會(huì)導(dǎo)致海洋生態(tài)資源的破壞。分析拖網(wǎng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，提高拖網(wǎng)捕撈系統(tǒng)的自動(dòng)化程度及控制性能，對(duì)于提升拖網(wǎng)捕撈效率及降低對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響是至關(guān)重要的。
　　本文以大型變水層拖網(wǎng)捕撈系統(tǒng)為研究對(duì)象，圍繞著拖網(wǎng)捕撈拖曳系統(tǒng)的建模及控制展開(kāi)了研究工作。論文建立了拖網(wǎng)捕撈拖曳系統(tǒng)各組成部分的數(shù)學(xué)模型，研究了各模型的耦合關(guān)系，并將各部分模型在統(tǒng)一的框架內(nèi)進(jìn)行集

3、成，針對(duì)拖網(wǎng)系統(tǒng)的模型進(jìn)行了仿真分析及海試驗(yàn)證。為提高拖網(wǎng)捕撈的控制性能，論文針對(duì)拖網(wǎng)網(wǎng)具對(duì)目標(biāo)魚(yú)群的瞄準(zhǔn)捕撈進(jìn)行了研究，并分別針對(duì)拖網(wǎng)在垂直面及空間范圍的瞄準(zhǔn)捕撈設(shè)計(jì)了軌跡跟蹤控制器。
　　本論文具體的研究?jī)?nèi)容如下:
　　第1章概述了拖網(wǎng)捕撈拖曳系統(tǒng)的組成及工作過(guò)程，闡述了拖網(wǎng)捕撈系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模及控制相關(guān)內(nèi)容的研究進(jìn)展，分析了本課題的研究背景及研究意義，介紹了本課題的主要研究?jī)?nèi)容。
　　第2章介紹了拖網(wǎng)曳綱絞車(chē)的工作原

4、理，并根據(jù)拖網(wǎng)工況設(shè)計(jì)了壓力/流量分時(shí)控制的曳綱絞車(chē)液壓系統(tǒng)，建立了曳綱絞車(chē)液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并在比例壓力控制液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出了分段的曳綱張力長(zhǎng)度復(fù)合控制策略，能夠保證拖網(wǎng)曳綱張力及長(zhǎng)度的復(fù)合控制，最后針對(duì)曳綱絞車(chē)液壓系統(tǒng)及曳綱張力長(zhǎng)度復(fù)合控制器進(jìn)行了仿真分析。
　　第3章將拖網(wǎng)網(wǎng)具系統(tǒng)離散為若干質(zhì)量單元，確定了質(zhì)量單元的拓?fù)溥B接關(guān)系，計(jì)算了質(zhì)量單元承受的網(wǎng)線(xiàn)拉力、流體水動(dòng)力及在水中的重力，最后采用集中質(zhì)量法建立了網(wǎng)具單元

5、的數(shù)學(xué)模型，為驗(yàn)證集中質(zhì)量法網(wǎng)具系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性，對(duì)所建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了仿真及海試分析。
　　第4章建立了拖網(wǎng)漁船的數(shù)學(xué)模型，并將模型與所建立的曳綱絞車(chē)及網(wǎng)具系統(tǒng)模型進(jìn)行聯(lián)立，進(jìn)而集成為拖網(wǎng)捕撈拖曳系統(tǒng)總體數(shù)學(xué)模型，以“開(kāi)富號(hào)”拖網(wǎng)捕撈系統(tǒng)為研究對(duì)象，針對(duì)拖網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)口擴(kuò)張展開(kāi)了研究工作，最后針對(duì)建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了仿真及海試分析。
　　第5章探討了拖網(wǎng)網(wǎng)具在垂直面內(nèi)對(duì)目標(biāo)軌跡的跟蹤控制問(wèn)題，首先將拖網(wǎng)網(wǎng)具系統(tǒng)簡(jiǎn)化為垂直

6、面內(nèi)的三質(zhì)點(diǎn)簡(jiǎn)化系統(tǒng)，并建立了簡(jiǎn)化系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，針對(duì)網(wǎng)具系統(tǒng)的非線(xiàn)性特性，同時(shí)考慮了拖網(wǎng)系統(tǒng)的參數(shù)攝動(dòng)及外干擾，提出了一種基于模糊魯棒算法的軌跡跟蹤控制策略，并針對(duì)提出的模糊魯棒控制算法進(jìn)行了仿真研究。
　　第6章在垂直面拖網(wǎng)網(wǎng)位跟蹤控制的基礎(chǔ)上，討論了拖網(wǎng)系統(tǒng)在空間范圍內(nèi)對(duì)目標(biāo)軌跡的跟蹤控制問(wèn)題，首先將垂直面內(nèi)的三質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)推廣到空間范圍，建立了拖網(wǎng)空間三質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，考慮到拖網(wǎng)空間模型的特點(diǎn)，采用了遞推法實(shí)現(xiàn)拖網(wǎng)跟蹤控制