潜艇应急上浮运动稳定性与分叉分析

应用非线性系统运动稳定性与分叉理论和同伦延拓数值计算方法,分析了潜艇应急上浮运动的稳态响应及运动稳定性,并通过潜艇大攻角六自由度运动方程数值积分的动态仿真,验证了所得动态仿真与数值分析结果的一致性.研究了航速、升降舵、方向舵和剩余浮力及其作用位置对潜艇应急上浮运动稳定性的影响.结果表明,潜艇应急上浮运动在左右舷对称的情况下,并不限于垂直面内,可能出现横滚,在某种临界条件下,该运动可能失稳而出现分叉现象,用奇异性与分叉理论对分叉现象进行了分析,为潜艇应急上浮的操纵与控制提供了理论依据.     

潜艇垂直面运动仿真及分析

为了研究潜艇等速直线定深运动的平衡和操纵规律，利用潜垂直面运动方程，导出了潜艇水下有纵倾等速直线定深运动平衡方程，并进行了仿真分析。结果表明，潜艇的平衡角随航速增大趋于常数，且首舵操纵时在低速区存在逆速。     

潜艇垂直面运动的解耦控制

针对潜艇的垂直面的运动控制系统在运动中存在严重的耦合问题 ,忽略潜艇运动特性中非线性因素 ,运用解耦控制方法进行垂直面的运动控制 ,将系统分解为两个SISO系统进行潜艇运动特性分析 ,该控制算法可应用于深水及近水面的潜艇运动控制 ,其控制结果良好 .     

潜艇垂直面运动的非线性滑动控制

对潜艇运动模型进行了合理简化,考虑了水平面与垂直面运动参量的耦合影响,通过运动方程估计垂向速度,对ＭＩＭＯ非线性系统直接进行联合操舵滑动控制规律的设计,研究了潜艇航深稳定和潜浮运动两种控制问题．得出的控制算法简单,易于实现．仿真结果表明,控制效果良好．     

潜艇垂直面运动的解耦控制

针对潜艇的垂直面的运动控制系统在运动中存在严重的耦合问题,忽略潜艇运动特性中非线性因素,运用解耦控制方法进行垂直面的运动控制,将系统分解为两个ＳＩＳＯ系统进行潜艇运动特性分析,该控制算法可应用于深水及近水面的潜艇运动控制,其控制结果良好。     

潜艇垂直面运动的非线性滑动控制

对潜艇运动模型进行了合理简化，考虑了水平面与垂直面运动参量的耦合影响，通过运动方程估计垂向速度，对ＭＩＭＯ非线性系统直接进行联合操舵滑动控制规律的设计，研究了潜艇航深稳定和潜浮运动两种控制问题，得出的控制算法简单，易于实现。仿真结果表明，控制效果良好。     

潜艇模拟训练器变深模块的设计与研究

从分析潜艇变深运动出发,研究了潜艇的运动参数与控制舵角的关系,建立了潜艇变深操纵的数学模型,提出了仿真模型并给出了仿真结果,表明所做的模型能够反映艇体的操纵特性,其结果可以应用于潜艇模拟训练器的设计中.     

回转体潜器在循环水槽中垂直面大攻角操纵性试验

以半尺寸SUBOFF潜器模型为研究对象,在循环水槽中利用平面运动机构完成包含不确定度分析的模型垂直面静态操纵性试验研究.测试内容包括:潜器在±60°攻角内、流速在1.0～1.2 m/s间的纵向力、垂向力及纵倾力矩.根据试验结果利用分段函数归纳了潜器垂直面操纵运动的数学模型,并应用最小二乘法拟合操纵性方程中的各项水动力系数.试验结果表明:测得无因次水动力的总不确定度较小,试验方法切实可靠;试验垂向力与纵倾力矩的无因次值随攻角值的增加而增大,纵倾力矩的无因次值在攻角超过±25°范围的非线性与非对称性十分明显;分段函数更适用于描述大攻角工况下的潜器垂直面操纵运动.     

故障转子振幅突变机理及其预测

转子故障激励振动状态突变是一种典型的非线性动力学行为，可能导致机械突发性故障。基于线性振动理论的机械故障诊断方法对此不能作出定性或定量的描述、诊断和预测。本文基于非线性振动理论，用尖点突变模型描述这一故障现象，导出了转子在故障激励下振动幅值出现突变的条件，并在此基础上提出一种定量预测的技术方案。图２，参７。     

一类薄板系统的局部分叉研究

分析了一类薄板系统的局部分叉以及双Hopf分叉等问题.选取一类受到参数激励和外激励共同作用的薄板作为研究模型,在其非线性动力学方程的基础之上,通过多尺度法进行计算,得到这类薄板系统在直角坐标系和极坐标系下的两种平均方程;通过数值约化取得薄板系统对应的分叉响应方程,借助非线性动力系统中的奇点分析理论研究了分叉响应方程的复杂分叉现象;通过对薄板系统存在的不同定常解的分析,获得薄板系统在选定参数平面上的局部分叉集.