一种船舶无人驾驶导航及PID控制方法研究.pdfVIP

业控制计算机曳 园 3 年第猿6 卷第6 期 99 一种船舶无人驾驶导航及PID 控制方法研究 Research on an Unmanned Ship Navigation and PID Control Method 刘璠璟 重庆交通大学袁重庆 400067冤 摘要院针对船舶无人驾驶过 中航行轨迹角度偏差大尧滞后时间长的特点袁以无人船舶为研究对象袁采用PID 方法建立其 动态特性和状态方 袁并对其转角控制系统进行了研究和工 开发遥 采用STM32 单片机设计了控制系统进行验证袁以寻求最 优的系统动态性能袁提高系统稳定性和 棒性遥 无人驾驶通过GPS 和惯性导航组合导航技术袁实现对航行轨迹偏移角度的自 动纠错袁并用PD 算法输出PWM 占空比可变的脉冲对船舶舵机进行控制遥 实验证明袁该方法具有较好的动态性能和快速性遥 关键词院惯性导航曰PID曰无人驾驶船舶曰GPS 导航 Abstract: Aiming at the characteristics of large deviation of navigation path angle and long lag time in the process of unmanned ship navigation, this paper takes unmanned ship as the research obj ect, adopts PID method to establish its dy鄄 namic characteristics and state equation, and conducts research and engineering development on its angle control system. The control system is designed with STM32 single-chip microcomputer to verify, in order to seek the optimal system dy鄄 namic performance, it improve the system stability and robustness. The unmanned pilot realizes the automatic error correc鄄 tion of the deviation angle of the navigation track through the integrated navigation technology of GPS and inertial naviga鄄 tion, and uses the PD algorithm to output the pulse with variable PWM duty cycle to control the ships steering gear. Keywords: inertial navigation, PID, unmanned ship, GPS navigation 航海中船舶驾驶过程的各 计算尧方位确定和船舶避碰操作 的参考点袁 根据参考点和当前水平速度计算出水平期望加速度的 过程袁以及航向尧航速的自动分析和控制袁对提高船舶驾驶自动化 算法遥 L1 是期望路径上的参考点与无人机当前水平位置的距离遥 程度和提高航行安全具有重要意义遥 同时袁海上资源开发作业尧航 运作业日益增多袁在恶劣气象和海况条件下发 船舶事故概率也 增加遥 因此袁在海上资源勘探尧海上救援尧内河航道监测等恶劣自 咱1-2暂 然条件下采用船舶无人驾驶执行任务具有明显的优势 遥 近年来袁在导航技术以及人 智能理论的推动下袁船舶无人 驾驶技术的研究得到较快和较深入的发展遥 目前袁船舶自动驾驶