基于改进遗传算法的智能型水下机器人路径规划研究任务书

 2022-01-04 08:01

全文总字数:2147字

1. 毕业设计(论文)主要内容:

随着自主式水下机器人(AUV, Autonomous UnderwaterVehicle)在海洋科学考察和军事领域得到越来越广泛的应用。路径规划技术是智能水下机器人的关键技术之一,在一定程度上它标志着水下机器人智能水平的高低。路径规划及运动控制系统越来越受到人们的重视。路径规划是水下机器人实现自主航行的重要环节,根据自主式水下机器人的动力学性质、路径规划的特点、以及实现智能行为的要求,采用基于改进遗传算法,实现自主式水下机器人最优路径规划,给出该方案的基本框架和算法,基于分层模型的遗传模拟退火算法路径规划和基于雷达法的局部路径规划,建立决策算子进行案例的匹配,改进遗传算子,加快搜索速度,使用仿真验证该路径规划方法能够取得较好的规划结果,使自主式水下机器人具有了一定的自主导航、自主避障和自主作业的能力。

根据对环境信息的了解情况,可分为两类路径规划问题:一类是环境信息己知的全局路径规划,另一类是环境信息未知的局部路径规划。常用的路径规划方法有栅格法、可视图法、人工势场法以及遗传算法、蚁群算法等人工智能方法。建立控制器模型,建立系统的数学模型,使用Matlab、Simulink模块建立系统仿真模型,通过Matlab仿真模拟实验,验证所提出方法的有效性。

2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

1.查阅中英文文献,了解国内外研究现状;

2.掌握本课题的基本理论,并且能提出自己的创新点;

3.根据课题的理论及实践创新,提出相应的数学模型,做一些模拟仿真实验,熟悉和使用相关的软件:如:MATLAB、SOLIDWORKS、AUTOCAD、和ANSYS CFX流体分析及仿真软件或FLUENT流体分析及仿真软件、电力系统仿真软件PSCAD等。

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

2019年12月-2020年1月,查阅近五年参考文献资料,建议谷歌学术搜索英文文献为主,中文文献为辅,其中,需要阅读至少30篇外文文献,翻译20篇外文文献。每一至两周向指导老师和辅助指导的研究生汇报毕业设计论文研究进展;

2020年2月份结合研究目标开始绘图、建模、模拟仿真、算法研究、控制方法,完成翻译20篇外文文献;

2020年3月中旬前提交开题报告,阶段性报告每周一次;

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4. 主要参考文献

1. Khac Duc Do, Jie Pan (auth.), Controlof ships and underwater vehicles: design for underactuated and nonlinear marinesystems, Springer-Verlag London, 2009;

2. Pushkin Kachroo, Sabiha Wadoo, AutonomousUnderwater Vehicles: Modeling, Control Design and Simulation, CRC Press, 2010;

3. Gwyn Griffiths, Technology andApplications of Autonomous Underwater Vehicles, CRCPress, 2002;

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