基于MATLAB/Simulink的水下无人自主航行器多领域协同仿真系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB/Simulink平台集成水动力学建模、传感器仿真与控制设计模块，通过s函数实现精确动力学计算，支持完整的AUV运动轨迹仿真与分析，适用于自主系统研发与算法验证。

详 情 说 明

水下无人自主航行器（AUV）多领域协同仿真系统

项目介绍

本项目基于MATLAB/Simulink平台构建了一个完整的水下无人自主航行器（AUV）多领域协同仿真系统。系统集成了水动力学建模、传感器仿真、控制系统设计和运动轨迹仿真四大核心模块，通过s函数实现复杂的水动力学计算，采用m文件进行参数配置和数据分析。该系统支持多种典型运动模式仿真，能够模拟真实海洋环境中的水流干扰和传感器噪声，并提供丰富的三维可视化分析结果。

功能特性

• 完整的水动力学模型：基于s函数实现六自由度水动力学计算，准确模拟AUV在水下的运动特性
• 多传感器仿真系统：集成深度传感器、IMU、DVL等常见水下传感器，支持噪声模拟和数据融合
• 智能控制系统：采用PID与模糊逻辑协同控制策略，实现定深巡航、路径跟踪、自主避障等多种运动模式
• 真实环境模拟：可配置水温、盐度、水流速度等环境参数，模拟实际海洋工况
• 三维可视化分析：实时显示AUV运动轨迹，提供能量消耗、航行误差等性能分析报告

使用方法

1. 参数配置：通过对应的参数脚本设置航行器初始状态、环境参数和控制参数
2. 仿真执行：运行主程序启动Simulink仿真模型
3. 结果分析：系统自动生成运动轨迹动画、性能指标统计和数据分析报告
4. 模式选择：可根据任务需求选择不同的航行模式（定深巡航、路径跟踪等）

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Simulink基础模块
• 推荐配置：8GB以上内存，独立显卡（用于三维可视化）

文件说明

主程序文件作为整个仿真系统的入口点和调度中心，负责统一管理仿真流程。其主要功能包括：初始化仿真环境参数，配置航行器物理特性与传感器属性；调用并执行Simulink核心仿真模型，协调水动力学计算、控制系统决策与传感器数据生成等多个模块的协同运行；处理仿真过程中产生的实时数据，实现运动轨迹的三维动态可视化展示；在仿真结束后自动进行性能分析，生成包括能量消耗、位置误差、控制效果在内的多维度评估报告。