水下超高速航行体的动力学建模及控制问题研究

水下超高速航行体的全部或大部分表面被空泡包裹,只有小部分与水接触.空泡的包裹一方面使航行体的阻力显著降低以达到高速航行的目的,另一方面又改变了航行体所受流体动力及其力矩的平衡方式,给超高速水下航行体的建模和控制带来了很大难度.该文采用空化器和尾部控制面联合控制方法,建立了水下超高速航行体纵向运动的动力学及控制模型.利用鲁棒性极点配置算法设计控制器并对该系统进行了仿真分析.分析结果表明,该控制方法能够明显改善超高速航行体系统的动态稳定性和可控品质,为进一步研究水下超高速航行体的动力学控制问题提供了一定的理论依据.     

一类输出反馈变结构控制及其应用

本文研究了只用输出变量构成超平面的一类变结构控制系统．当系统结构满足一定条件时，可以实现输出反馈变结构控制；同时对继电控制算法做了有益的修改，消除了颤振；并设计了某水下航行器航深系统的变结构控制律．仿真研究结果表明了本文方法的有效性，为设计高性能的控制系统提供了一种强有力的方法．     

水下超空泡航行体纵向机动运动控制研究

针对超空泡水下航行体机动很难控制的问题,通过对滑水力、尾翼受力的分析,完善了超空泡航行体模型,使用反馈精确线性化方法对非线性系统模型进行线性化处理,使用多输入多输出极点配置法为航行体设计控制器,采用空化器和尾翼分段延时控制的方法,对超空泡航行体在纵平面内的航行深度进行控制.仿真证明,改进的水下超空泡航行体的模型符合实际...     

水下拖曳系统定深和展开性能湖上试验研究

为研究水下拖曳系统定深和展开性能,捕捉各影响因素作用效果,本文通过拖曳系统湖上试验,分析了翼板攻角、航速、缆长对拖曳定深、展宽及干端拉力的影响规律,拟合了多元非线性回归函数,针对影响规律及函数拟合结果分别制定了水下拖曳系统定深、展开策略.试验结果表明:拖体及拖缆所受流体力的变化是引起定深和展宽改变的主要原因,降低航速、增加水平翼板下攻角、放缆能够增加拖体定深,增加垂直翼板攻角和放缆能够增加拖体展宽.对短缆拖曳系统而言,拖体定深或展宽需要进行调整时,可按增减翼板攻角-收放缆-改变航速的顺序进行.     

非流线型航行体超空泡减阻的实验分析和数值模拟

针对某水下航行体模型,在水洞内进行了自然状态和通气产生超空泡状态下的阻力试验,并用FLUENT6.0进行了数值模拟,依据比较结果分析和处理了实验数据,得到了自然和通气状态下非流线型水下航行体的阻力变化规律.结果表明,自然状态下非流线型航行体的阻力比流线型的大3倍多,但通气形成超空泡后可以大大降低航行体的阻力,并使减阻效果超过流线型航行体,从而达到更高的航速.     

120kW双复合励磁功率极限利用电机设计

１２０ｋＷ双复合励磁功率极限利用电机设计李声晋①陈钢②李钟明③水下航行器推进动力有电、热之分，与热动力相比，电推进具有无航迹、低噪声、大潜深等优点。电动力以电池为能源，电机驱动螺旋浆产生推进动力，因此，电池和推进电机的功率、效率、功率密度是决定水下航...     

鲁棒H_∞/H_2控制在水下热动力参数摄动系统中的应用

针对开式水下循环热动力系统动态性能要求很高及动力装置结构参数摄动十分严重的特点 ,采用结构参数摄动系统 H∞ /H2 线性状态反馈控制器的设计方法 ,设计了开式循环三组元水下热动力系统控制器。仿真结果表明 ,该控制器实现了 H∞ 控制与 H2 控制优势的互补 ,控制系统具有良好的鲁棒稳定性、抗干扰能力及动态响应品质。     

分段线性多开关时间次优控制系统的设计

提出一种新的时间次优控制系统的设计方法，利用分段线性近似构造了一个结构比较简单的开关函数，使系统在最大程度上逼近时间最优控制；同时在进入奇异振荡工作状态之前，自动由ＢＢＣ方式切换成线性控制，解决了切换试凑的困难。应用本文方法设计了某水下航行器航深时间次优控制系统并进行了仿真研究，仿真结果表明了本文方法的有效性。     

鲁棒H∞／H2控制在水下热动力参数摄动系统中的应用

针对开式水下循环热动力系统动态性能要求很高及动力装置结构参数摄动十分严重的特点,采用结构参数摄动系统H∞／H2线性状态反馈控制器的设计方法,设计了开式循环三组元水下热动力系统控制器。仿真结果表明,该控制器实现了H∞控制与H2控制优势的互补,控制系统具有良好的鲁棒稳定性、抗干扰能力及动态响应品质。     

波浪模拟及其对水下航行体出水过程影响

为了研究波浪对水下航行体出水过程的影响,将二阶Stokes波的波面运动速度耦合到入射边界条件中,得到了与理论值吻合良好、精度较高的非定常数值波浪;研究了五级海情条件下,水下航行体模型水下垂直发射时波浪对其流场、力学特性等的影响.结果表明,水下航行体近水面时,受波浪引起的旋涡的诱导作用,航行体两侧附体旋涡位置、尺寸等差别...