高速无人艇设计与运动性能初步分析本科毕业设计(论文)
渔船毕业设计论文
（以上设备的具体位置详见总布置图）
2.3.5消防设备
由《渔业船舶法定检验规则》（2000）对消防设备的有关规定，对本船消防设备配备如下：
1.国际通岸接头一个；
2.按《渔业船舶法定检验规则》（2000）6.2.8之相关规定，在本船的必要处所配置不同灭火方式的消防器材若干套。
关键词：拖网渔船；冰鲜；横向强度校核；MAU型4叶桨。
Abstract
The design subject to 441KW (600hp) trawler (containing 125 tons of fish stocks), including the determination of principal dimensions of the ship, calculations of performances and computing of damage stability, calculation of structural strength, and calculation of propeller design. The method of model ship is applied to the designed vessel, and the model ship is a trawl ship, which type 度
总长.Loa40.00m
设计水线长Lwl36.80m
垂线间长Lpp34.00m
型宽B7.20m
型深D3.50m
设计吃水d2.70m
艏吃水df2.20m
艉吃水da3.20m
排水体积▽337.8m3
排水量△348.3t
2.船型系数
方形系数 0.536
毕业设计--高速无人艇设计及运动预报仿真系统
高速无人艇的研究意义（三） ❖研制和开发高速水面无人艇是保卫国家主权的需要，也 是解决维护国家统一的台海问题、周边地区的冲突问题和 霸权国家潜在的威胁问题等的需要。
美国海军”斯巴达侦察兵“号无人艇
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2、以色列
❖ “保护者”由以色列拉 斐尔武器发展局开发， 以9米长的刚性充气艇 为基础，喷水推进，航 速超过30节，最大作战 有效载荷1000千克。
❖以色列其他公司开发 产品，如图所示： Seastar（海星）高速 无人水面艇正在高速 航行。
湿面积 Si li / cos 均可得到 ，并计算雷诺数和摩擦阻力。 ❖ 5）按式（1）计算各纵倾角 i 时的相应阻力 Rti ，并作出
曲线 Rt i f3 ( i ) ， ❖ 6）计算得各纵倾角 i 时在水压力中心位置 i f4 ( i ) 。 ❖ 7）有已知艇体重心距尾板距离 g，在i fi ( i ) 曲线上得到
对应水压力中心距尾板为 g 时的纵倾角 s 。此为实艇在该 计算航速下的航行纵倾角，同时由图得到相应的总阻力值Rt s。
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阻力（N）
410 390 370 350 330 310 290 270 250
5
各冲角时不同速度对应的阻力曲线
冲角τ=4° 冲角τ=5° 冲角τ=6° 冲角τ=7° 冲角τ=8° 冲角τ=9° 冲角τ=10°
mx 0.1m
❖而垂向的附加质量和船体本身的质量是同 意数量级的，所以近似认为：
mz m
❖纵摇的附加转动惯量也和船体本身的纵摇 转动惯量是同一数量级，一次近似认为：
高速无人水下航行器运动控制系统设计与实现
高速无人水下航行器运动控制系统设计与实现摘要：近年来，随着新能源等各项新兴科学技术的发展，对海洋工程和海洋军事等的发展需求也变的日益强烈。
对海洋的开发和利用的前提是认识海洋，认识海洋酒必须对海洋进行调查研究。
对海洋环境的调查主要包括军用和民用两部分。
军用调查主要是与反水雷、反鱼雷、反水下侦听等军用相关的调查。
民用调查主要是与海洋科考、海洋资源勘探和利用、海底光缆和管线等民用相关的调查。
军用和民用海洋声学调查都是通过声纳等设备对水下环境进行成像以及后继的数学分析处理来完成的。
然而，一个独立的声纳系统无论如何是不可能完成海洋调查任务的，它必须被搭载在一个载体上，在载体的帮助下才可能完成调查任务。
关键词：高速；无人水下航行器；运动；控制系统设计；实现引言无人水下航行器(Unmanned Underwater Vehicle, UUV)是一种自携带能源、具有远程操控或自主水下航行能力的载具，其作业能力强，机动性能好，活动范围大，在当今海洋开发研究领域具有重要的应用。
良好的运动控制与航迹跟踪能力是 UUV 完成各水下作业的基本技术前提，因此运动控制是 UUV 领域的重点研究内容之一。
随着 UUV 任务的拓展，兼顾低速巡航和高速航行能力的 UUV 开始得到关注。
相比中低速，UUV 在高速航行时易产生更大的航迹误差，也对其运动控制系统及算法提出了更高的要求。
因此，设计优良的高速 UUV 运动控制系统，是提高其航迹跟踪能力、保证高速下作业能力的基本前提，具有重要的实际意义。
1 UUV 控制系统设计1.1硬件系统设计主控模块为 UUV 的控制中心，要求按设定频率与其他模块进行信息交互，采集其他模块的测量信息并评估整体运行状态；按控制算法处理数据，以期获取所需的操纵控制量，并驱动操纵模块使 UUV 完成使命任务；存储航行数据以便完成任务后进行数据分析以评估任务完成度，面对水下较为复杂的运行环境，要求主控模块具有较强的环境适应能力，多硬件模块负载要求主控模块兼容性好、扩展性灵活。
水路两栖艇的设计毕业设计论文
毕业设计论文水路两栖艇的设计摘要水陆两栖快艇，是一种既能在路上行驶，也能在水里行动的两栖交通工具。
这种交通工具，具备一般汽车的功能和主要部件，也包含船的功能和主要部件，是一种新型交通工具。
本文主要叙述水陆两栖快艇的机械式设计方案，包括外形的设计，内部传动系统的设计，分动器的设计，轮胎收放的简略设计以及密封设计。
本设计中，采用以车为主，附加船体功能的原理。
选用马自达6为设计模板进行设计与改造。
首先，介绍了国内外水陆两栖快艇的发展历程，叙述了选题的原因。
然后介绍了本设计选取的主要汽车构架，并根据此设计了整体的外形，并沿用了选取车型的发动机、离合器、变速箱、主减速器以及差速器。
在此基础上，计算出水中以及陆地上的形式阻力，并根据阻力选取了适当的螺旋桨。
然后设计了内部主要部件的位置，并计算了整体的重心位置。
随后设计了分动器，以此实现水陆两栖的控制。
然后大略进行了轮胎收放结构以及方向控制的设计。
最后，对密封进行了大略的论述。
达到了任务所要求的水陆两用的功能以及保证了在陆地上和水中的速度。
关键词：水陆两栖、交通工具、设计各位如果需要此设计的全套内容（包括二维图纸、中英文翻译、完整版论文、程序、答辩PPT）可加QQ695939903，如果需要代做也请加上述QQ,代做免费讲解AbstractAmphibious vehicle is a vehicle that not only travel on the land but also on the water.The vehicle is new, because it not only has the fundament and functions of normal cars but also has the fundament and functions of boat.This paper mainly describes the design scheme of mechanical type amphibious vehicle,including the contour design, the design of internal transmission system, sub actuator design, simple design of tire storage and seal design. First of all, introduced the domestic and foreign amphibious speedboat development course, describes the topics of the reason. And then introduces the main vehicle frame of the design, and design the overall shape according to this, and follows the selection models of the engine, clutch, gearbox, the main reducer and differential. On this basis, calculation of water and land in the form of resistance, and the resistance of the proper selection of the propeller. Then the design of the main parts of the internal position, the position of the center of gravity and the calculation of the overall. Then the design of the actuator, so as to realize the amphibious control. Then the design of control and simple structure and the direction of the tire. Finally, the seal of general discussion.KEY WORD: Amphibious,vehicle,design.目录摘要................................................................................................................... I I Abstract............................................................................................................... I I第一章绪论1.1选题背景 (1)1.2课题确立的意义 (2)1.3本文主要研究内容 (2)第二章水陆两栖快艇总体方案选择2.1传动系统设计概述 (3)2.1.1汽车传动系统概述 (3)2.1.2快艇传动系统概述 (3)2.2 总体方案的选择 (3)2.2.1 传动方式的选择 (3)2.2.2 传动系统的布置方案 (4)2.2.3 最终总体布置方案 (4)2.3 其他方案的确定 (4)2.3.1轮胎收放系统 (4)2.3.2方向控制 (5)2.3.2密封 (5)2.4 本章小结 (5)第三章外形的设计3.1外形的主要参数 (6)3.1.1车辆首部形状设计 (6)3.1.2中间截面轮廓设计 (7)3.1.3尾部形状设计 (8)3.2整体的成型 (9)3.3本章小结 (9)第四章水陆两栖快艇总体设计4.1概述 (10)4.2 水陆两栖快艇技术参数确定 (10)4.2.1 质量参数的确定 (10)4.2.2水路两栖快艇主要尺寸的确定 (10)4.3水路两栖快艇主要性能参数的确定 (10)4.3.1行驶动力性参数的确定 (11)4.3.2燃料的经济性 (11)4.4水陆两栖快艇主要部件的选择和布置 (11)4.4.1 发动机的选择和布置 (11)4.4.2驾驶位置的确定 (11)4.4.3传动系的布置 (11)4.4.4螺旋桨位置的布置 (11)4.4.5悬架系统的布置 (12)4.4.6水陆两栖快艇材料的选用 (12)4.5 总体布置的计算 (12)4.5.1轴荷计算以及重心位置的计算 (12)4.5.2船体入水深度的计算 (13)4.6阻力的计算 (14)4.6.1阻力成分及车辆结构对阻力的影响 (14)4.6.2 波浪对阻力和快速性的影响 (17)4.6.3 路上行驶阻力的计算 (18)4.7抗沉性计算 (18)4.8 本章小结 (18)第五章分动器的设计5.1分动器的原理和初步设计 (19)5.1.1分动器原理 (19)5.1.2 初步计算 (20)5.2分动器齿轮传动设计 (20)5.2.1选择齿轮材料、热处理方式和精度等级 (20)5.2.2初步计算传动主要尺寸 (20)5.2.3确定传动尺寸 (22)5.2.4 校核齿根弯曲疲劳强度 (22)5.2.5齿轮传动其它几何尺寸计算 (23)5.3分动器传动轴的计算 (24)5.3.1材料的选择 (24)5.3.2 轴径的初步计算 (24)5.3.3 轴承的选择 (24)5.3.4轴的结构设计 (24)5.3.5 轴的强度校核计算 (25)5.4分动器结构设计及操作说明 (28)5.4.1换档机构 (28)5.4.2 换档操纵装置 (28)5.5 本章小结 (29)第六章轮胎收放系统、方向控制系统及密封6.1轮胎收放系统 (30)6.1.1概略 (30)6.1.2 参考资料 (30)6.1.3 简略成型 (31)6.2方向控制系统 (31)6.3 密封 (37)6.3.1概述 (32)6.3.2 大体方案 (32)6.4本章小结 (32)总结 (33)参考文献 (35)致谢 (37)第一章绪论1.1 选题背景现代生活讲究的是多用、便利、安全、快捷，渐渐的人们希望汽车不单单是汽车，还能行走于陆地，于是水陆两栖的快艇应运而生。
船舶性能设计毕业设计论文1
高等教育自学考试毕业设计（论文）题目船舶性能设计专业班级 10秋船舶与海洋工程姓名刘超指导教师姓名、职称曾祥华所属助学单位武汉交通职业学院2012年 7月 1 日摘要本人毕业设计的任务是拟定一艘150T冷藏船的有关资料设计，其中包括静水力曲线的计算及绘制，参考书籍资料对船体舱容体积的计算等。
关键词：船舶静水力曲线计算分舱破舱稳性目录第一章绪论 (3)1.1 概述 (3)1.2 结构材料 (3)1.3 主要尺寸数据 (3)1.4 船底板 (3)1.5 平板龙骨 (4)1.6 舭列板 (4)1.7 舷侧顶板 (4)1.8 结构尺寸选择的原则 (4)1.9 骨架设计 (5)1.91 甲板半剖面积 (5)1.92 双骨架设计 (5)1.93 中桁材和旁桁材 (5)1.94 实肋板和水密肋板 (6)1.95 内底板 (6)第二章静水力曲线计算2.1 静水力曲线计算表 (7)2.2 静水力曲线图 (20)第三章分舱及破舱稳性的计算 (22)3.1 有关的名词定义 (22)3.2 分舱检验 (22)3.3 破舱稳性 (23)结束语 (24)致谢 (25)参考文献 (26)第一章绪论1.1概论：本船主要工作于长江的内河小型货船，结构按《钢质内河船入级与建造规范》（2002）简称《内规》和对A级航区要求进行设计。
1.2 结构材料：全船结构采用一般强度船用结构钢，即ZCA钢，σ3=235Mpa。
1.3 主要尺寸数据：总长Loa=49.9m 计算船长 L=45.00m设计吃水 T=2.80m 最大吃水 T=3.10m型宽 B=8.60m 型深 D=4.00m设计载货量167.6t 超载载货量 243.6t主机功率 441kw 主机转速 400 r/min设计排水量 D1=598t 最大排水量 D2=684t肋骨间距 s=0.55m 骨架形式：双底单甲板横骨架式L/D=11.25 B/D=2.151.4 船底板：船舶中部底板厚度不小于按下式计算所得值T=a(αL+BS+r)a航区系数，A级航区取a=1,α=0.076,β=4.5,γ=-0.4T1=1×(0.076×45+4.5×0.55-0.4)=7.5mm船底板t2=4.8s rd取s=0.55m d=2.8m r=1.25m得t2=4.8×0.55×1.25=5.3mm取t=8mm1.5 平板龙骨按《内规》平板龙骨宽度应小于b，船中部平板龙骨应按船底厚度增加1 mm。
本科毕业论文：高速无人滑行艇的方案设计与耐波性分析
江苏科技大学【船舶海洋工程】本科毕业论文：高速无人滑行艇的方案设计与耐波性分析江苏科技大学本科毕业设计论文本科毕业论文专业船舶与海洋工程学生姓名刘凯班级学号指导教师王志东船舶与海洋工程学院1 江苏科技大学本科毕业设计论文江苏科技大学本科毕业论文高速无人滑行艇的方案设计与耐波性分析The program design and analysis of seakeeping of high-speed planing hulls2 江苏科技大学本科毕业设计论文摘要滑行艇可用于巡逻艇、垂钓艇、救护艇、娱乐艇及体育竞技艇。
滑行艇在高速滑行时, 其重量主要由水升压力载荷支撑 , 其流体动力特性与常规排水量船(艇 ) 具有显著的差别。
高速滑行艇的阻力特性计算及耐波性分析 , 对于提高滑行艇动态稳定性具有十分重要的意义。
本文在研究分析高速滑行艇基本性能 , 解析各船型要素对高速滑行艇运动特点的影响。
利用 surf 软件对其在实际流体中的受力进行分析, 从而得出比较合理的船型 (滑行面形状 ) 要素。
在模型建立的基础上研究其受波浪作用下的阻力特征, 得出各项航海性能的特点。
由于高速艇的正常工作状态为高速行驶状态,本文重点研究其在高速航行时于复杂海况下的运动, 借以分析船型要素对其耐波性的影响。
如在特定航速下,限定入波角,研究各波形、波速对船舶的影响等。
关键词 :滑行艇,高速,surf ,耐波性I 江苏科技大学本科毕业设计论文AbstractPlaning hulls can be used for patrol boats, fishing boats, ambulance boats,recreational boats and sports boats. When at a high speed taxiway, the weight load ofplaning hulls mainly by water pressure support, and have a significant difference withhydrodynamic characteristics of the conventional displacement vessel boat .Resistance calculation and analysis of seakeeping of high-speed planing hullsis very important for improving the dynamic stability In this article, basic on the analysis of high-speed planing hulls performance, Analysis of elements of the type of high-speed planing hulls of thecharacteristics ofthe impact of movement. Use surf software in the actual fluid force analysis,toarrive at a more reasonable type the shape of sliding surface elements. In the modelbased on the study by the wave resistance characteristics under, come to thecharacteristics of the navigation performance. As a result of high speed craft for thenormal working state of a state of high speed, this article focuses on high-speednavigation in complex sea conditions in the campaign to analyze the elements of itstype impact Seakeeping. Just in a particular speed 、the angle into the waves to studythe wave, velocity of the ship and so onKey words: Planing hulls, High-speed, surf, SeakeepingII 江苏科技大学本科毕业设计论文目录第一章绪论. 11.1 世界各国研究现状11.2 国内外研究理论 11.2.1 二元滑行面在理想流体中的受力11.2.2 有限宽度滑行面的机翼比拟 31.2.3 细长滑行面理论 ?滑行面的细长翼比拟 4 1.2.4 滑行面在实际流体中的受力 41.2.5 滑行面形状对流体动力性能的影响. 4 1.3 现阶段研究要解决的问题. 51.3.1 修正艇型. 51.3.2 高速艇的失速定量分析. 51.3.3 喷溅和上浪现象不可避免. 5第二章滑行艇运动性能基本理论72.1 滑行艇船型初步分析72.2 高速艇航态的初步分析. 92.2.1 航态的变化. 92.2.2 飞溅现象. 92.2.3 测定航行中湿表面积的方法 92.3 航行过程中的横稳性问题102.3.1 航速影响112.3.2 初稳性高度影响 112.3.3 剖面形状影响. 122.4 艇型参数对高速艇航行性能的影响 122.4.1 排水量影响. 122.4.2 排水量长度系数的影响122.4.3 横剖面面积曲线的影响132.4.4 剖面形状的影响. 142.5 改善高速艇航行性能的措施. 152.5.1 首消波水翼的作用 152.5.2 尾压浪板的应用 152.5.3 船首压浪条的应用 162.5.4 防溅条的应用. 16第三章高速无人滑行艇的几何建模与计算方法17 3.1 船体型线设计方法 173.1.1 船体型线的初步确定 17III 江苏科技大学本科毕业设计论文3.1.2 静水力校核173.1.3 主要性能校核. 173.1.4 主尺度方案细化和优化173.2 型线设计方案. 173.3 配件及材料183.3.1 确定船体的推进方式 183.3.2 选择其他船体配件 193.3.3 材料说明193.4 利用 SURF 进行建模 193.5 滑行艇静水力初步分析243.6 模型水动力性能分析(耐波性) 26第四章计算结果分析. 274.1 相同模型,不同波浪参数下的耐波性分析. 274.2 相同波浪载荷下,不同船型的耐波性能分析. 364.3 艇型参数不同对耐波性的影响. 414.3.1 斜升角的不同. 414.3.2 船体长宽比的影响 414.3.3 航行纵倾角的影响 41第五章结论 42第六章结语及展望 44致谢 45参考文献46附表1 高速艇设计模型静水力计算:. 47附表249IV 江苏科技大学本科毕业设计论文第一章绪论1.1 世界各国研究现状目前 , 加拿大国防研究开发部达特茅斯实验室的科学家成功研制一种水下小型侦察滑行艇 , 这种滑行艇装备扩音器可在水下记录水面舰船的航行状况。
基于高速单体无人艇航行性能的并行优化方法
２ ０ １ ４年 ３月
舰
船
科
学
技
术
Ｖｏ １ ． ３ ６，Ｎｏ ． Ｓ ＣＩ ＥＮＣＥ ＡＮＤ Ｔ ＥＣＨ ＮＯＬＯＧＹ
基于高速单体 无人艇航行性能的并行优化方法
俞 强 ， 杨松 林 ， 王 保 明。 ， 于 宁
Ｙ Ｕ Ｑ ｉ ａ ｎ ｇ ， Ｙ Ａ Ｎ Ｇ Ｓ ｏ ｎ ｇ ． １ ｉ ｎ ， ＷＡ Ｎ Ｇ Ｂ ａ ｏ — ｍｉ ｎ ｇ ， Ｙ Ｕ Ｎ ｉ ｎ ｇ 。
（ １ ． Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｚ ｈ ｅ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ２ １ ２ ０ ０ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
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船舶与海洋工程专业毕业论文
船舶与海洋工程专业毕业论文专业高速无人艇设计与运动性能初步分析摘要高速无人滑行艇具有高速、隐身、智能等优点，因而能够用于灵活作战，目前，国外已有多种水面高速无人艇应用于军事领域，特别是以美国为代表的西已将其列为重要的发展向；国在水面高速无人艇技术面的研究还处在初级阶段，近年来研制出的无人驾驶船也只是应用于探测天气，为了更好低完善我国海军作战体系，带动相关军工业的发展。
本文进行的主要工作有：一、针对目前国外的高速无人艇研究发展现状展开了调查研究，并对我国目前滑行艇阻力、稳性、耐波性和新艇型的开发进行简单的介绍。
二、从任务需求出发，结合现有条件，利用Maxsurf软件进行单体滑行艇模型的设计，并对模型进行了流体性能的初步计算分析。
三、进行了推进器的设计，并对喷水推进器的种种要素对各个性能的影响进行了分析。
四、以滑行艇前进、升沉及纵摇运动为目标开展滑行艇流体性能的初步分析。
五、建立了船前进、升沉、纵摇三自由度运动数学模型，开展了滑行艇三自由度运动预报，分析了高速滑行艇运动特点。
关键词：无人滑行艇性能分析三自由度运动数学模型运动预报AbstractUnmanned Surface Vehicle (USV) has some good properties such as high-speed, stealth, intelligence, etc, which can be used for flexible operations, currently, thereare many foreign high-speed unmanned surface vessels in the military field, especially the United States as the representative of the Western countries have their as an important direction of development; domestic high-speed unmanned craft on the water technology research is still at the initial stage, developed in recent years of unmanned boat only apply detect the weather, in order to better improve our naval combat system of low, promote the development of military-industrial related. This major work carried out are:First，A view of the current domestic and foreign research and development of high-speed unmanned craft launched a survey on the current situation, and introduce resistance, stability, seakeeping, and the development of new hull of our country current planing boat.Second, from the mission requirements, combined with existing conditions, use of Maxsurf single planing hull model of software design, and model the performance of the preliminary calculation of fluid analysis.Third, for the propeller design, and all the elements of water jet propulsion of individual performance was analyzed.Fourth, in order to slide the boat forward, heave and pitch motion targeting of planing craft a preliminary analysis of fluid properties.Fifth, the establishment of the boat forward, heave, pitch three degrees of freedom mathematical model, carried out three-DOF motion planing prediction of high-speed planing craft motor.Keywords: unmanned planing crafts; Performance Analysis; numeral model ofthreedegrees of freedom movement; report Exercise of crafts.目录第1章绪论 (1)1.1引言 .......................................................................................................................... 1 1.2课题背景 .. (2)1.2.1国外发展...................................................................................................... 2 1.2.2国发展 ...................................................................................................... 4 1.2.3我国对于改善阻力性能的各种特殊措施面的研究.............................. 4 1.2.4我国对滑行艇关于耐波性的研究.............................................................. 5 1.2.5我国对滑行艇关于稳性面的研究.......................................................... 5 1.2.6我国对滑行艇新艇型的开发与研究.......................................................... 6 1.3论文研究的目的与意义......................................................................................... 6 1.4论文主要容 (7)第2章高速滑行艇maxsurf建模 (8)2.1滑行艇的maxsurf建模 (8)2.1.1单体滑行艇的主尺度 .................................................................................. 8 2.1.2单体滑行艇的maxsurf建模视图 .............................................................. 8 2.1.3利用muxsurf对艇静止在水面时基本计算 ............................................ 10 2.1.4利用Hydromax对艇静止在水面时基本计算 (11)第3章推进器设计 (17)3.1喷水推进器的概要 ............................................................................................... 17 3.2喷水推进器较常规螺旋桨推进技术的优点 ....................................................... 17 3.3喷水推进器的工作机理........................................................................................ 18 3.4喷水推进器理论 ................................................................................................... 20 3.5影响喷水推进器性能的重要参数 .. (21)3.5.1建立喷水推进器计算模型 ........................................................................ 21 3.5.2重要参数 . (21)第4章滑行艇流体性能初步分析 (27)4.1引言 ....................................................................................................................... 27 4.2滑行艇水动力计算概述 ....................................................................................... 27 4.3滑行艇纵向受力分析........................................................................................... 28 4.4滑行平板的流体动力分析 .. (29)4.4.1姆雷（Murry）法估算滑行艇的阻力 ...................................................... 30 4.5模型阻力计算 ....................................................................................................... 34 4.6滑行艇在静水中垂荡运动................................................................................... 38 4.7滑行艇在静水中纵摇运动................................................................................... 40 4.8滑行艇的纵向运动稳定条件 . (41)第5章滑行艇三自由度运动预报 (42)5.1滑行艇纵向运动耦合程的数学模型 (42)5.1.1坐标系的选取 ............................................................................................ 42 5.1.4 作用于滑行艇的非惯性类水动力（矩） ............................................... 44 5.2滑行艇所受各非惯性力（矩）的具体计算........................................................ 44 5.3高速滑行艇运动特点 . (48)结论 (49)致................................................................................................ 50 参考文献 . (51)第1章绪论1.1引言在过去十几年中，微电子技术、光电技术、计算机、通信、信息处理、新材料等高技术的发展,为无人机及其机载设备等提供了良好的发展条件，无人驾驶运载工具开始真正呈现复兴的势头。
江苏科技大学船舶与海洋工程本科毕业论文——高速无人艇设计与运动性能初步分析
江苏科技大学船舶与海洋工程本科毕业论文——高速无人艇设计与运动性能初步分析江苏科技大学本科毕业设计（论文）学院船舶与海洋工程专业船舶与海洋工程学生姓名梁金滔班级学号06船海2班0640101218指导教师王志东教授二零一零年六月江苏科技大学本科毕业论文高速无人艇设计与运动性能初步分析The design of high-speed unmanned craft and preliminary analysis of motion performance毕业设计（论文）题目：高速无人滑行艇设计与运动性能初步分析一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等）(1) 针对高速无人滑行艇的设计特点及性能要求等开展调研分析，了解研究动态，重点关注滑行艇运动性能预报及流体动力的计算方法与相关公式，并撰写综述报告；(2) 开展无人艇初步设计，确定主尺度、主要参数，以及其他功能模块；(3) 在此基础上，利用Maxsurf软件完成高速无人滑行艇的设计及流体性能的初步计算分析；(4) 以滑行艇前进、升沉及纵摇运动为目标开展滑行艇流体性能的初步分析，并考虑风载荷因素建立滑行艇三自由度运动预报模型；(5) 编制运动预报程序，开展滑行艇三自由度运动预报，分析高速滑行艇的运动特点；(6) 完成相关内容的外文翻译一篇；(7) 撰写毕业论文。
二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等）1.毕业设计论文一份；2. 滑行艇三自由度运动预报程序一套；3. 外文译文一篇。
三、完成日期及进度自2010年4月12日起至2009年6月18日止进度安排：4.12-4.18 查阅资料、撰写综述报告4.19-4.25 完成滑行艇的方案设计4.26-5.9 利用Maxsurf软件完成滑行艇的流体性能初步计算5.10-5.23 建立滑行艇三自由度运动预报数学模型5.24-6.6 编制程序，开展滑行艇运动性能预报6.7-6.13 整理论文、打印6.14-6.18 毕业答辩四、同组设计者（若无则留空）：葛珅玮五、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）:1.盛振邦，刘应中.船舶原理（上下册），上海交通大学出版社，20032.吴秀恒.船舶操纵性与耐波性，人民交通出版社，19993.陈书海，近海攻击利器-高速攻击艇，国防工业出版社，20044.黄彩虹，军用快艇，人民出版社，19965.董祖舜，快艇动力学，华中理工大学出版社，19916.邵世明，高速艇动力学，上海交通大学出版社，19907.蒯挺适，军用快艇设计基础知识，国防工业出版社，19928.奚伟.翼滑艇运动智能控制仿真初步研究，江苏科技大学硕士论文，2006年系(教研室)主任：（签章）年月日学院主管领导：（签章）年月日摘要高速无人滑行艇具有高速、隐身、智能等优点，因而能够用于灵活作战，目前，国外已有多种水面高速无人艇应用于军事领域，特别是以美国为代表的西方国家已将其列为重要的发展方向；国内在水面高速无人艇技术方面的研究还处在初级阶段，近年来研制出的无人驾驶船也只是应用于探测天气，为了更好低完善我国海军作战体系，带动相关军工业的发展。
基于高速单体无人艇航行性能的并行优化方法
基于高速单体无人艇航行性能的并行优化方法高速单体无人艇是一种新兴的高效、灵活的水面航行器，被广泛应用于海上搜救、沿岸监测等领域。
然而，由于其高速航行的特性，需要优化其航行性能以满足实际需求。
针对这个问题，本文提出一种基于并行优化方法的高速单体无人艇航行性能优化算法，以提高其航行效率和稳定性。
首先，本文针对高速单体无人艇的航行特性，设计了具有高效计算和低延迟的并行优化算法。
该算法基于并行计算框架，以高速多核处理器为核心，同时利用GPU进行数据处理，以提高计算效率。
该算法采用了迭代优化的策略，不断更新无人艇的位置和速度信息，以最小化其精度误差。
其次，为了进一步提高算法的性能，本文还应用了模型预测控制（MPC）技术，以使无人艇能够根据预测模型计算出未来的状态信息，以提高航行的稳定性和可靠性。
该技术能够在短时间内预测多种情况下的无人艇运动状态和最优控制策略，以优化航行路径和速度，同时也能够对突发事件进行响应和调整。
最后，为了验证本文所提算法的有效性，作者进行了实验验证。
实验结果表明，基于并行优化方法的高速单体无人艇航行性能优化算法能够有效提高无人艇的航行效率和稳定性，其控制路径更为流畅、准确，能够更好地适应不同环境下的航行需求。
值得注意的是，在未来研究中，可以考虑将本文所提出的算法应用于更广泛的无人艇领域，并进行更为准确、有效的控制。
同时，还可以进一步优化算法的实时性和精度，以满足不同场景下的航行需求。
数据是本文所提出算法的重要基础，下面列出一些与高速单体无人艇航行性能相关的数据，并进行分析。
1. 无人艇航速数据：高速单体无人艇的最大航速一般在30-40节之间，平均航速在20-25节之间。
根据无人艇的大小、推进系统、壳体设计等因素的不同，其航速也会有所变化。
2. 无人艇转向半径数据：高速单体无人艇具有较小的转向半径，一般在20-30米之间。
这意味着无人艇在狭小的海域中也能够灵活、高效地航行。
3. 无人艇定位精度数据：无人艇需要通过定位系统实现精确的航行。
高速滑行艇航迹控制研究
分类号： 密级： U D C ： 编号：专业硕士学位论文（工程硕士）高速滑行艇航迹控制研究硕士研究生：王 聪指导教师：陆 军 教授学位级别：工学硕士工程领域：控制工程所在单位：自动化学院论文提交日期：2018年5月论文答辩日期：2018年6月学位授予单位：哈尔滨工程大学Classified Index:U.D.C:A Dissertation for the Professional Degree of Master(Master of Engineering)Research on Target Searching and TrackingMethod with High Speed Planning BoatCandidate:Wang CongSupervisor:Prof. Lu JunAcademic Degree Applied for:Master of EngineeringSpecialty:Control EngineeringDate of Submission:May,2018Date of Oral Examination:June,2018University:Harbin Engineering University摘要本论文的研究对象为高速滑行艇，高速滑行艇是高性能船舶的一种，由于其具有更高的航速，优良的耐波性，及优异的机动性，故其在侦查及搜救领域得到了广泛的应用。
针对高速滑行艇的特点，本论文设计了相应的航迹跟踪控制器。
为完成相应控制器的设计，并使其具有一定鲁棒性且能在有限时间内收敛于给定航迹，论文分别进行了以下的工作：首先引入了附体坐标系以及惯性坐标系，然后通过附体坐标系与惯性坐标系的欧拉角转换公式引出了船舶控制的六自由度数学模型。
由动量定理及动量矩定理导出船舶六自由度动力学模型，并依据分离化的建模原则对船舶模型进行受力分析。
依据井上模型，给出了水动力的计算公式及其系数的估算公式，并分别对环境干扰力进行分析，给出了计算方法。
高速单体无人艇航行性能综合优化设计
高速单体无人艇航行性能综合优化设计
于宁;杨松林
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】2012(034)009
【摘要】对高速单体无人艇的航行性能进行综合优化设计分析.首先建立单体无人艇的优化数学模型；其次基于遗传算法开发了一套高速单体无人艇航行性能综合优化的计算程序；最后讨论了优化稳定代数,分析总目标函数随航速和排水量变化的曲线,探讨不同权重分配对总目标函数值的影响.通过大量计算,说明该程序稳定可靠,为高速单体无人艇初步设计提供了一个参考平台.
【总页数】4页(P89-92)
【作者】于宁;杨松林
【作者单位】江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003;江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003
【正文语种】中文
【中图分类】U674.942
【相关文献】
1.新型综合科学考察船(SWATH)综合航行性能优化设计研究 [J], 倪其军;叶永林
2.基于高速单体无人艇航行性能的并行优化方法 [J], 俞强;杨松林;王保明;于宁
3.高速单体船航行性能与结构力学特征综合优化初步研究 [J], 李密;高雷;孙筱波;杨松林
4.高速单体船航行性能综合优化的遗传混沌算法 [J], 李密;刘江波;杨松林
5.高速无人艇纵向航行性能试验 [J], 孙寒冰;苏玉民;邹劲;张可心;庄佳园
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高速无人艇设计与运动性能初步分析本科毕业设计论文
⾼速⽆⼈艇设计与运动性能初步分析本科毕业设计论⽂江苏科技⼤学本科毕业设计（论⽂）⾼速⽆⼈艇设计与运动性能初步分析The design of high-speed unmanned craft and preliminary analysisof motion performance独创声明本⼈郑重声明：所呈交的毕业设计(论⽂)，是本⼈在指导⽼师的指导下，独⽴进⾏研究⼯作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。
尽我所知，除⽂中已经注明引⽤的内容外，本设计（论⽂）不含任何其他个⼈或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本⽂的研究做出重要贡献的个⼈和集体均已在⽂中以明确⽅式标明。
本声明的法律后果由本⼈承担。
作者签名:⼆〇⼀〇年九⽉⼆⼗⽇毕业设计（论⽂）使⽤授权声明本⼈完全了解滨州学院关于收集、保存、使⽤毕业设计（论⽂）的规定。
本⼈愿意按照学校要求提交学位论⽂的印刷本和电⼦版，同意学校保存学位论⽂的印刷本和电⼦版，或采⽤影印、数字化或其它复制⼿段保存设计（论⽂）；同意学校在不以营利为⽬的的前提下，建⽴⽬录检索与阅览服务系统，公布设计（论⽂）的部分或全部内容，允许他⼈依法合理使⽤。
（保密论⽂在解密后遵守此规定）作者签名:⼆〇⼀〇年九⽉⼆⼗⽇毕业设计（论⽂）题⽬：⾼速⽆⼈滑⾏艇设计与运动性能初步分析⼀、毕业设计（论⽂）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等）(1) 针对⾼速⽆⼈滑⾏艇的设计特点及性能要求等开展调研分析，了解研究动态，重点关注滑⾏艇运动性能预报及流体动⼒的计算⽅法与相关公式，并撰写综述报告；(2) 开展⽆⼈艇初步设计，确定主尺度、主要参数，以及其他功能模块；(3) 在此基础上，利⽤Maxsurf软件完成⾼速⽆⼈滑⾏艇的设计及流体性能的初步计算分析；(4) 以滑⾏艇前进、升沉及纵摇运动为⽬标开展滑⾏艇流体性能的初步分析，并考虑风载荷因素建⽴滑⾏艇三⾃由度运动预报模型；(5) 编制运动预报程序，开展滑⾏艇三⾃由度运动预报，分析⾼速滑⾏艇的运动特点；(6) 完成相关内容的外⽂翻译⼀篇；(7) 撰写毕业论⽂。
高速舰船的运动模型适用性分析及海浪中的操纵仿真试验
高速舰船的运动模型适用性分析及海浪中的操纵仿真试验孙健;陈永冰;周岗;徐务农【摘要】船舶运动模型的建立对于船舶运动控制算法的研究以及自动舵的研制和陆基条件下的检测都具有重要意义.对于静水条件下中低速船的航迹航向控制,三自由度模型较为简单适用,然而高速舰船的操纵特性与中低速船不同,在回转过程中会产生较大的横倾角,横摇运动与首摇运动的耦合作用较明显.本文通过Matlab对DTMB5415驱逐舰进行四自由度的运动建模及操纵仿真实验,根据仿真试验与水池试验数据的对比,验证了四自由度模型的适用性,并进一步应用该模型分析了海浪干扰对高速舰船运动的影响.%Building the ship model has important significance for the study of ship motion control algorithms andre-search of autopilot. The three-degree of freedom model is simple and applicative to the low-speed or medium-speed ship. But the maneuverability of high-speed ship is different. There may be large amplitude rolling during the turning motion and the effect of coupling of rolling and yawing is obvious.A four-degree of freedom model of combatant DTMB5415 wasestab-lished and validated by the comparison of pool test and the simulated maneuvering test. Then this model was applied todis-cuss the influence of the wave interference forces to the high-speed ship.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2018(040)001【总页数】6页(P41-45,51)【关键词】船舶运动模型;横摇耦合;海浪干扰【作者】孙健;陈永冰;周岗;徐务农【作者单位】海军工程大学电气工程学院,湖北武汉 430033;海军工程大学电气工程学院,湖北武汉 430033;海军工程大学电气工程学院,湖北武汉 430033;海军九〇二厂,上海 200083【正文语种】中文【中图分类】U666.110 引言船舶运动模型的建立是船舶控制的基础工作，对于控制方法的研究以及自动舵的研制和陆基条件下的检测具有重要意义。
水面高速无人艇的概念设计研究
哈尔滨工程大学硕士学位论文水面高速无人艇的概念设计研究姓名 况小梅申请学位级别 硕士专业 船舶与海洋结构物设计制造指导教师 邹劲哈尔滨 程大学硕士学位论文摘要水面高速无人艇具有高速、隐身、智能等优点 因而能够用于灵活作战。
目前国外已有多种水面高速无人艇应用于军事领域 特别是以美国为代表的西方国家已将其列为重要的发展方向 国内在水面高速无人艇技术方面的研究还处于起步阶段 为了更好地完善海上作战体系 带动相关军工企业的发展 本文进行了水面高速无人艇的概念设计工作。
这里的水面高速无人艇是指具有一定的智能、能够高速航行于水面、具有较大的航程和良好的隐身性能、而且能根据任务需求搭载各种不同模块、可以自主完成一系列任务的滑行艇。
本文进行的主要工作有 一、从任务需求的快速、隐身、优良的大倾角稳性和抗沉性等特点出发 结合各种相关设计资料 设计出三种合适的水面高速无人艇艇型设计方案 二、对三种方案进行快速性、大倾角稳性、抗沉性、隐身性分析 再结合模型试验优化成最优方案进行后续设计 三、对水面高速无人艇进行主机、推进器选型和主要结构的设计 四、运用 公司的有限元分析软件 结合 对水面高速无人艇使用复合材料制造的船体机舱进行强度校核。
关键词 水面高速无人艇 概念设计 强度校核哈尔滨工程大学硕士学位论文 埘 曲哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明 本论文的所有工作 是在导师的指导下 由作者本人独立完成的。
有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出 并与参考文献相对应。
除文中已注明引用的内容外 本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体 均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者 签字 日期 甜 年≥月 『日堕堡婆二要奎兰堕主堂堡堡奎第 章绪论 引言在过去 年中 无人驾驶运载工具开始真正呈现出复兴的势头。
正在从简单的无人驾驶靶机向可提供兵力倍增作战能力的系统方面过渡。
无人自主水面船控制系统毕业设计
摘要随着船舶自动化技术的发展以及以美国为首的西方国家对无人水面船的关注，无人自主水面船技术得到了迅猛发展，目前国内外已有多种无人自主水面船被应用于军事和民用领域。
无人自主水面船最为关键的技术之一就是控制系统，控制系统的实时性和稳定性直接决定着其整体性能。
本文以PC机为硬件平台，Visual C++ 6.0为软件平台开发了无人自主水面船岸上控制系统软件，并完成了系统的调试，主要完成工作有：首先，介绍了无人自主水面船的运动学和动力学模型。
根据无人自主水面船的任务功能，完成了其控制系统的硬件设计，其主要由PC104工控机、PHINS、GPS接收机、推力电机、调速模块、无线串口通讯模块以及岸上的PC机组成。
其次，以Visual C++ 6.0为软件平台开发了无人自主水面船岸上控制系统软件，包括用户界面的创建和功能模块的实现。
其中的功能模块具体包括串口通信模块、航行任务设定模块、监控信息处理模块、控制指令解算模块以及控制信息发送模块。
在完成软件设计之后分析了无人自主水面船与岸上部分的通信方式。
最后，完成了无人自主水面船控制系统主要模块的功能测试试验，并进行了系统硬件的联调。
关键词：无人自主水面船，Visual C++，串口通信ABSTRACTAs the automation technology of ship as well as the US-led Western countries concerned about the Unmanned Autonomous Surface Vehicles (UASVs), the technologies of the UASVs has been rapid development. Presently there has been a variety of autonomous surface vessels were used in the field of military and civilian. The control system is one of the most critical technologies of UASVs, The real-time and stability of the control system adirectly determine its overall performance. In this paper, with PC as the hardware platform and Visual C++ 6.0 as the software platform, it develops the UASVs ground control system software, and completes the commissioning of the system, The main tasks in this paper are:First, it devises the kinematic and dynamic models of the UASVs. According to the task of the UASVs, it completes the design of control system hardware what mainly includes the PC104 industrial computer, PHINS, GPS receiver, thrust motor, speed control module, wireless serial communication module and the ground PC machine.Secondly, with the Visual C++ 6.0 as the software platform, it develops the UASVs ground control system software what includes the user interface creation and implementation of functional modules. The functional modules include the serial communication module, navigation module set tasks, monitor information processing modules, control instructions and control information calculating module to send the module.After completing the software designing, it analysis the communication of unmanned ship and ground station.Finally, it completes tests of each function module of the control system of the UASVs and the commissioning of the system.KEY WORDS：the UASVs, Visual C++, serial communication目录摘要 (I)ABSTRACT................................................................................................................. I I 第一章绪论 (1)1.1论文的研究背景和意义 (1)1.2国内外无人水面船研究与应用现状 (1)1.2.1 国外无人水面船的研究现状 (1)1.2.2 国内无人船的研究现状 (2)1.3V ISUAL C++6.0开发环境简介 (2)1.3.1 Visual C++ 6.0 开发工具概述 (2)1.3.2 Visual C++ 6.0 主要功能特点 (3)1.3.3 Visual C++ 6.0 主框架窗口 (4)1.4MFC类库简介 (5)1.5论文的主要研究内容和结构安排 (6)第二章无人自主水面船运动的数学模型 (7)2.1引言 (7)2.2坐标系及符号 (7)2.2.1 坐标系的选择与定义 (7)2.2.2 参数符号定义 (7)2.3运动学模型 (8)2.4动力学模型 (9)2.5水平面运动方程 (10)2.6本章小结 (11)第三章无人自主水面船硬件控制系统设计 (12)3.1引言 (12)3.2无人自主水面船控制系统组成及工作原理 (12)3.2.1 无人自主水面船控制系统总体方案设计 (12)3.2.2 无人自主水面船控制系统工作原理 (13)3.3无人自主水面船控制系统硬件设计 (14)3.3.1 船上控制系统硬件设计 (14)3.3.2 岸上控制系统硬件设计 (17)3.3.3 RS-232C串口标准 (17)3.4本章小结 (18)第四章无人自主水面船岸上控制系统软件设计 (19)4.1引言 (19)4.2岸上控制系统软件用户界面—对话框 (19)4.2.1 对话框的创建流程 (19)4.2.2 创建对话框资源 (20)4.2.3 创建对话框类 (24)4.3岸上控制系统软件功能模块设计 (27)4.3.1 串口通信模块 (28)4.3.2 航行任务设定模块 (29)4.3.3 监控信息处理模块 (30)4.3.4 控制指令解算模块和指控信息发送模块 (31)4.4数据的接收与保存 (32)4.5无人自主水面船与岸上PC机间的通讯 (33)4.6本章小结 (34)第五章功能测试与硬件联调 (35)5.1引言 (35)5.2无人自主水面船船上控制系统软件简介 (35)5.3系统功能模块测试 (37)5.3.1 初始化模块测试 (37)5.3.2 GPS模块测试 (37)5.3.3 PHINS模块测试 (37)5.3.4 串口通信模块的测试 (38)5.4系统硬件联调流程 (39)5.5本章小结 (40)第六章全文总结与展望 (41)6.1全文总结 (41)6.2研究展望 (41)参考文献 (42)致谢 (44)毕业设计小结 (45)第一章绪论1.1 论文的研究背景和意义随着船舶自动化技术的发展,无人化将成为其终极目标.从第二次世界大战无人船的出现开始, 无人水面船（USV）虽然较无人机（UA V）、无人潜水器（UUV）、无人车辆（UGV）等研究起步晚，但是发展迅速. 在第二次海湾战争中，无人水面船成功地完成任务，增加了美国海军对无人船的兴趣，其他欧洲国家的现代海军也相继引进无人水面船。
基于高速单体无人艇航行性能的并行优化方法
基于高速单体无人艇航行性能的并行优化方法俞强;杨松林;王保明;于宁【摘要】基于高速单体无人艇航行性能建立包括快速性、操纵性和耐波性的综合优化数学模型,构造混合的遗传混沌算法(GAPCA)和混沌遗传算法(PCAGA),并编制相关软件对该模型进行综合优化计算,探讨混合算法和单一算法(遗传算法(GA)和混沌算法(CA))优化性能的优劣,同时研究二次载波搜索域区间比例和区间并行次数对优化效率的影响,得到遗传混沌优化算法和混沌遗传优化算法相比单一优化算法寻优效率高,不同算法对应于不同的最佳二次区间搜索比例.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2014(036)003【总页数】6页(P40-45)【关键词】水面无人艇;航行性能;综合优化;遗传混沌算法;混沌遗传算法【作者】俞强;杨松林;王保明;于宁【作者单位】江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003;江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003;江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003;南京中船绿洲机器有限公司,江苏南京210012【正文语种】中文【中图分类】U661.1船舶优化设计是一个涉及多学科多领域多目标的综合设计优化问题，这种寻找最优设计过程中往往需要对变量的可行域进行大量搜索[1]。
近年来遗传算法和混沌算法在船舶工程优化问题得到了一定的应用，国内有冯佰威结合国外舰船研制领域中多学科优化的典型应用，提出了适合我国舰船研制模式的计算环境体系结构[2]。
唐正茂等对船舶概念设计阶段进行了多学科和多目标优化研究[3]。
但随着设计考虑因素增多带来设计变量的不断增加，优化耗费的时间会呈现指数倍增长，为了提高优化效率，本文基于高速单体无人艇航行性能综合优化问题，提出了一种基于遗传算法和混沌算法的并行混合优化方法。
1.1 遗传算法与混沌算法1)遗传算法(GA)遗传算法是建立在自然选择和群体遗传学基础上，通过自然选择、杂交和变异实现搜索的方法进行优化，遗传算法对于变量较少的多目标工程设计优化问题寻优的能力很强，但随着种群规模的不断增加，进行同样代数，遗传算法的效率会大大降低，遗传算法的具体步骤如下：步骤1 确定种群中个体个数，遗传代数，交叉概率和变异概率，初始化种群；步骤2 通过适应度函数计算种群中个体的绝对适应度，并根据其对个体进行排序，适应度函数为惩罚函数和目标函数的乘积，目标函数是指寻优指标函数，惩罚函数为设计约束的满足程度，惩罚函数的构造策略是基于约束的重要程度构造惩罚因子；步骤3 通过个体的绝对适应度计算相对适应度和累加适应度，利用轮盘赌方法，优胜劣汰，对种群中个体进行更新，形成新的种群；步骤4 对种群中的个体进行交叉，交叉方法采用非对称交叉方法，对种群中较差的个体进行变异得到新的个体基因，增加种群得到最优个体的概率，重复步骤2。
水面高速无人艇的概念设计研究的开题报告
水面高速无人艇的概念设计研究的开题报告开题报告：水面高速无人艇的概念设计研究一、研究背景和意义随着科技进步和社会发展，无人驾驶技术越来越成熟，应用领域也不断扩展。
其中，水面高速无人艇作为一种重要的无人驾驶船舶，广泛应用于海上巡逻、航道巡视、水下勘测、救援等领域。
相比传统有人驾驶艇船，水面高速无人艇具有成本低、效率高、安全性好等优点。
因此，本研究将开展水面高速无人艇的概念设计研究，旨在探究水面高速无人艇的部件结构、动力系统、控制系统、传感器以及通讯系统等方面的设计方法，为其在实际应用中提供可行的技术支持。
二、研究内容和目标本研究将围绕水面高速无人艇的设计进行以下研究：1. 设计选型：结合实际应用需求，确定水面高速无人艇的型号和基本参数，包括船长、船宽、载荷、航速等。
2. 结构设计：研究水面高速无人艇的体形结构和材料选用，以确保其刚度、强度、防水性等性能。
3. 动力系统设计：研究水面高速无人艇的动力系统，包括电动机、蓄电池、控制器、传动系统等，以确保其在高速环境下的稳定性和安全性。
4. 控制系统设计：研究水面高速无人艇的自主控制系统，包括自主导航、避障、循迹等功能，以确保其在无人驾驶的情况下运行的准确性和安全性。
5. 传感器和通讯系统设计：研究水面高速无人艇的环境感知和通讯技术，包括雷达、激光雷达、机器视觉等传感器，以及无线通讯技术，以提高水面高速无人艇的智能化和联网化水平。
本研究的目标是设计出一种适合实际应用场景的水面高速无人艇概念模型，并模拟验证其可行性，为其后续的实际生产提供技术支持。
三、研究方法和计划本研究采取多学科交叉融合的研究方法，包括：1. 文献研究：综合国内外水面高速无人艇的设计思路和技术手段，以期获得较为全面的理论知识和实践经验。
2. 现场调研：通过实际走访和交流，深入了解水面高速无人艇的实际应用场景和技术需求。
3. 数值仿真：采用计算机辅助设计软件，以虚拟仿真实现水面高速无人艇的设计。
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本科毕业设计（论文）高速无人艇设计与运动性能初步分析The design of high-speed unmanned craft and preliminary analysisof motion performance毕业设计（论文）题目：高速无人滑行艇设计与运动性能初步分析一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等）(1) 针对高速无人滑行艇的设计特点及性能要求等开展调研分析，了解研究动态，重点关注滑行艇运动性能预报及流体动力的计算方法与相关公式，并撰写综述报告；(2) 开展无人艇初步设计，确定主尺度、主要参数，以及其他功能模块；(3) 在此基础上，利用Maxsurf软件完成高速无人滑行艇的设计及流体性能的初步计算分析；(4) 以滑行艇前进、升沉及纵摇运动为目标开展滑行艇流体性能的初步分析，并考虑风载荷因素建立滑行艇三自由度运动预报模型；(5) 编制运动预报程序，开展滑行艇三自由度运动预报，分析高速滑行艇的运动特点；(6) 完成相关内容的外文翻译一篇；(7) 撰写毕业论文。
二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等）1.毕业设计论文一份；2. 滑行艇三自由度运动预报程序一套；3. 外文译文一篇。
三、完成日期及进度自2010年4月12日起至2009年6月18日止进度安排：4.12-4.18 查阅资料、撰写综述报告4.19-4.25 完成滑行艇的方案设计4.26-5.9 利用Maxsurf软件完成滑行艇的流体性能初步计算5.10-5.23 建立滑行艇三自由度运动预报数学模型5.24-6.6 编制程序，开展滑行艇运动性能预报6.7-6.13 整理论文、打印6.14-6.18 毕业答辩四、同组设计者（若无则留空）：五、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）:1.盛振邦，刘应中.船舶原理（上下册），上海交通大学出版社，20032.吴秀恒.船舶操纵性与耐波性，人民交通出版社，19993.陈书海，近海攻击利器-高速攻击艇，国防工业出版社，20044.黄彩虹，军用快艇，人民出版社，19965.董祖舜，快艇动力学，华中理工大学出版社，19916.邵世明，高速艇动力学，上海交通大学出版社，19907.蒯挺适，军用快艇设计基础知识，国防工业出版社，19928.奚伟.翼滑艇运动智能控制仿真初步研究，江苏科技大学硕士论文，2006年系(教研室)主任：（签章）年月日学院主管领导：（签章）年月日摘要高速无人滑行艇具有高速、隐身、智能等优点，因而能够用于灵活作战，目前，国外已有多种水面高速无人艇应用于军事领域，特别是以美国为代表的西方国家已将其列为重要的发展方向；国内在水面高速无人艇技术方面的研究还处在初级阶段，近年来研制出的无人驾驶船也只是应用于探测天气，为了更好低完善我国海军作战体系，带动相关军工业的发展。
本文进行的主要工作有：一、针对目前国内外的高速无人艇研究发展现状展开了调查研究，并对我国目前滑行艇阻力、稳性、耐波性和新艇型的开发进行简单的介绍。
二、从任务需求出发，结合现有条件，利用Maxsurf软件进行单体滑行艇模型的设计，并对模型进行了流体性能的初步计算分析。
三、进行了推进器的设计，并对喷水推进器的种种要素对各个性能的影响进行了分析。
四、以滑行艇前进、升沉及纵摇运动为目标开展滑行艇流体性能的初步分析。
五、建立了船前进、升沉、纵摇三自由度运动数学模型，开展了滑行艇三自由度运动预报，分析了高速滑行艇运动特点。
关键词：无人滑行艇性能分析三自由度运动数学模型运动预报AbstractUnmanned Surface Vehicle (USV) has some good properties such as high-speed, stealth, intelligence, etc, which can be used for flexible operations, currently, there are many foreign high-speed unmanned surface vessels in the military field, especially the United States as the representative of the Western countries have their as an important direction of development; domestic high-speed unmanned craft on the water technology research is still at the initial stage, developed in recent years of unmanned boat only apply detect the weather, in order to better improve our naval combat system of low, promote the development of military-industrial related.This major work carried out are:First，A view of the current domestic and foreign research and development of high-speed unmanned craft launched a survey on the current situation, and introduce resistance, stability, seakeeping, and the development of new hull of our country current planing boat.Second, from the mission requirements, combined with existing conditions, use of Maxsurf single planing hull model of software design, and model the performance of the preliminary calculation of fluid analysis.Third, for the propeller design, and all the elements of water jet propulsion of individual performance was analyzed.Fourth, in order to slide the boat forward, heave and pitch motion targeting of planing craft a preliminary analysis of fluid properties.Fifth, the establishment of the boat forward, heave, pitch three degrees of freedom mathematical model, carried out three-DOF motion planing prediction of high-speed planing craft motor.Keywords: unmanned planing crafts; Performance Analysis; numeral model of threedegrees of freedom movement; report Exercise of crafts.目录第1章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2课题背景 (2)1.2.1国外发展 (2)1.2.2国内发展 (4)1.2.3我国对于改善阻力性能的各种特殊措施方面的研究 (4)1.2.4我国对滑行艇关于耐波性的研究 (5)1.2.5我国对滑行艇关于稳性方面的研究 (5)1.2.6我国对滑行艇新艇型的开发与研究 (6)1.3论文研究的目的与意义 (6)1.4论文主要内容 (7)第2章高速滑行艇maxsurf建模 (8)2.1滑行艇的maxsurf建模 (8)2.1.1单体滑行艇的主尺度 (8)2.1.2单体滑行艇的maxsurf建模视图 (8)2.1.3利用muxsurf对艇静止在水面时基本计算 (10)2.1.4利用Hydromax对艇静止在水面时基本计算 (11)第3章推进器设计 (17)3.1喷水推进器的概要 (17)3.2喷水推进器较常规螺旋桨推进技术的优点 (17)3.3喷水推进器的工作机理 (18)3.4喷水推进器理论 (20)3.5影响喷水推进器性能的重要参数 (21)3.5.1建立喷水推进器计算模型 (21)3.5.2重要参数 (21)第4章滑行艇流体性能初步分析 (27)4.1引言 (27)4.2滑行艇水动力计算概述 (27)4.3滑行艇纵向受力分析 (28)4.4滑行平板的流体动力分析 (29)4.4.1姆雷（Murry）法估算滑行艇的阻力 (30)4.5模型阻力计算 (34)4.6滑行艇在静水中垂荡运动 (38)4.7滑行艇在静水中纵摇运动 (40)4.8滑行艇的纵向运动稳定条件 (41)第5章滑行艇三自由度运动预报 (42)5.1滑行艇纵向运动耦合方程的数学模型 (42)5.1.1坐标系的选取 (42)5.1.4 作用于滑行艇的非惯性类水动力（矩） (44)5.2滑行艇所受各非惯性力（矩）的具体计算 (44)5.3高速滑行艇运动特点 (48)结论 (49)致谢 (50)参考文献 (51)第1章绪论1.1引言在过去十几年中，微电子技术、光电技术、计算机、通信、信息处理、新材料等高技术的发展,为无人机及其机载设备等提供了良好的发展条件，无人驾驶运载工具开始真正呈现复兴的势头。
无人机也逐渐发展成可提供兵力倍增作战能力的系统方面过度。
迄今为止，人们大多都将注意力集中在出尽风头的无人驾驶航空器（UAV）上。
确实，无人驾驶航空器既可以执行远程空中监视，也可执行有限的攻击任务，而且直升机昨晚巡逻装备表现出色，令人叹服；但与水面无人艇相比，无人驾驶航空器目前在使用和回收方面还存在巨大困难，直升机的使用费用又非常昂贵，补充装备所需费用甚至更高……而无人艇确恰恰相反。
不但具有很多突出的特点，教之运用环境，无人艇更是独具特色。
所谓智能无人水面艇（USV）,就是指那些依靠遥控或自主方式在水面航行的小型无人化、智能化作战平台。
它们可以通过大型舰艇携载,等到达预定地点后加以施放,也可以直接在近岸实现保护己方打击敌方的作用。