水下航行器AUV自动控制系统研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着海洋资源开发和海洋科学研究的不断深入，水下航行器作为一种重要的工具，其应用领域日益广泛，例如海洋资源勘探、海底测绘、水下救援等。

水下航行器auv（autonomousunderwatervehicle）是一种智能化、自主化的无人submersible，能够在没有人工干预的情况下，自主完成各种复杂的任务，因此备受关注。

本课题研究的目的是设计和实现一种高效、可靠的auv自动控制系统，使其能够在复杂多变的海洋环境中稳定、安全地航行，并完成预定的任务。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，随着海洋开发和海洋科学研究的兴起，水下航行器技术得到了迅速发展，国内外学者对其自动控制系统进行了大量的研究，并取得了丰硕的成果。

1. 国内研究现状

国内在水下航行器自动控制系统领域起步相对较晚，但发展迅速。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本课题的主要研究内容包括以下几个方面：
1.水下航行器运动模型研究：建立六自由度auv运动数学模型，包括auv的运动学方程和动力学方程。

分析auv的hydrodynamic特性，建立水动力模型。

4. 研究的方法与步骤

本课题的研究将采用理论分析、数值仿真和实验验证相结合的方法。

首先，进行理论分析，建立auv的运动数学模型，并根据控制目标设计相应的控制器。

具体步骤包括：1.查阅相关文献，了解auv运动学和动力学的基本理论，以及常用的控制算法。

5. 研究的创新点

本课题致力于auv自动控制系统的研究，将在以下几个方面进行探索和创新：
1.高精度auv运动模型的建立：针对传统auv模型精度不足的问题，本研究将结合计算流体力学（cfd）仿真和实验数据，建立更精确的auv运动模型，提高控制系统设计的精度。

2.基于新型控制算法的auv控制系统设计：为了提高auv在复杂海洋环境下的适应性和鲁棒性，本研究将探索新型控制算法在auv控制系统中的应用，例如模型预测控制（mpc）、自适应控制、神经网络控制等，并通过仿真和实验验证其性能。

3.多传感器融合技术在auv导航控制中的应用：为了提高auv的导航精度和环境感知能力，本研究将研究多传感器融合技术，例如将惯性导航系统（ins）、多普勒测速仪（dvl）、声呐等传感器的数据进行融合，提高auv在复杂环境下的定位精度和避障能力。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 孙大军,王树新,段海滨,等.基于改进海豚算法的auv三维路径规划[j].哈尔滨工程大学学报,2022,43(09):1273-1280.

[2] 王宏健,王刚,李文瀚,等.基于改进人工势场法的auv三维路径规划[j].海洋工程,2021,39(05):128-136.

[3] 田润,王殿辉,王文博,等.基于改进蚁群算法的auv三维路径规划[j].舰船科学技术,2021,43(16):110-116.