水下運載器的操縱控制及其仿真模擬.pdf

1、潛艇軍事戰(zhàn)略地位的日益提高，對潛艇的操縱性能提出了更高的要求。在應(yīng)對各種復(fù)雜的海況和工況時，潛艇既要保證定深、定向的穩(wěn)定運動，又要能機動靈活地規(guī)避或進入戰(zhàn)斗狀態(tài)。近水面運動是潛艇一種重要的運動狀態(tài)，由于該處波浪劇烈，潛艇自身無法保持一定的航深及姿態(tài)，甚至會被拋甩出來，必須加以有效的控制。本文在對波浪力進行研究的基礎(chǔ)上，用魯棒控制的方法設(shè)計了潛艇控制器，并對潛艇近水面運動進行了實時仿真。 首先建立潛艇近水面運動的數(shù)學(xué)模型。在對波浪

2、力進行分析的基礎(chǔ)上，選取Pierson譜來描述波浪，在頻域范圍內(nèi)對波譜進行分段，再將每個成分波產(chǎn)生的力累加起來，即得到作用于潛艇的瞬時力和力矩。為了控制器設(shè)計和運動仿真的方便，需對該模型加以簡化。由白噪聲經(jīng)過一個四階線性濾波器模型來替代原波譜，可將波浪力和力矩表述為波高的線性函數(shù)。在潛艇6自由度空間運動方程的基礎(chǔ)上，加入上述波浪力，即得到了潛艇近水面運動的數(shù)學(xué)模型。 控制器的設(shè)計采用魯棒控制中的混合靈敏度方法。將保持潛艇一定的航