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。     

潜艇垂直面运动突变分析

为研究潜艇垂直面操纵运动的稳定性,针对潜艇非线性动力学模型,采用分叉与突变理论分析失稳现象发生的机理.利用中心流形理论将潜艇运动方程约化到包含原系统全部动力学特性的低维系统,对静态分叉引发的状态突变进行定性分析,并通过数值仿真进行验证.结果表明,潜艇垂直面运动模型在强机动下将发生极限点分叉并导致系统状态在分叉点处产生突变.此现象揭示了潜艇动力学模型中非线性项的影响,有助于潜艇操纵控制系统的设计.     

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。     

潜艇操纵运动的变结构控制

以潜艇操纵运动为对象，用变结构控制方法设计了一种潜艇空间运动的联合控制系统，其中水平面控制系统能对横摇运动施以主动控制，垂直面控制系统采用了自由递阶设计思想，可以有效地抑制运动耦合效应引起的干扰．系统仿真表明，所设计的控制系统动态品质良好，有较强的鲁棒性     

潜艇操纵运动的变结构控制

以潜艇操纵运动为对象，用变结构控制方法设计了一种潜艇空间运动的联合控制系统，其中水平面控制系统能对横摇运动施以主动控制，垂直面控制系统采用了自由递阶设计思想，可以有效地抑制运动耦合效应引起的干扰，系统仿真表明，所设计的控制系统动态品质良好，有较强的鲁棒性。     

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.     

基于模糊自适应PID控制的机器人运动控制仿真研究

通过对机器人运动控制的研究,确立机器人控制系统的运动模型,将运动控制系统的动力特性和控制特性相结合,给出了基于模糊自适应PID控制的机器人控制方法,使机器人能够精确地实现点到点以及任意转角的运动控制。利用Matlab进行仿真实验,结果表明本文所研究的运动控制方法切实可行,能够满足机器人运动控制方面的设计需求,同时也能提高对机器人控制的精度和准确性。     

水下多缆多体拖曳系统运动建模与模拟计算

针对水下多缆(阵列)多体拖曳系统,给出了其动力学数学模型及其对应的数值求解方案,用以预报分析其在各种情况下的运动响应特性.模型由3部分组成:基于集中质量法给出了拖缆的运动控制方程;水下工作拖体因其为系统的关键部件而采用潜艇6自由度运动控制方程进行精确描述;而系统中另一个小型拖曳体因其尺度相对很小则简化为质量点融入拖缆的控制方程中.通过建立拖缆和拖体耦合边界条件将其耦合成一个整体,并采用4阶龙格库塔方法进行积分求解.最后针对4缆2拖曳体系统展开数值计算,研究了系统在不同情况下的运动响应特性,给出了一些规律性结论.     

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。     

压力平衡式远程自动控制海底管道开孔机设计

为弥补国内在水下开孔技术领域与国外的巨大差距,研制了海底管道开孔机。海底管道开孔机在传动系统、压力平衡系统及远程自动控制显示系统采用了创新设计,满足了开孔机水下无人操控的作业要求。压力平衡系统设计要求平衡管道压力、防止海水渗入机体及避免密封机体内部因运动造成的阻尼过大等作用。远程自动控制系统采用电气控制和液压控制相结合的设计方案,利用电磁编码器采集工作状态信息,简化了机械计数装置,提高了监测和控制精度。通过开孔试验验证,开孔机工作正常,达到了设计要求。     

基于动态测波的潜艇测量海浪波高方法研究

 采用声学测波仪测量海浪波高是潜艇获取海面气象信息的主要手段。基于运动状态下潜艇测波环境复杂，影响因素较多，通过对水下测波工作原理和测波环境分析，运用海浪谱理论，对运动状态潜艇测波误差的影响因素逐一分析，提出了基于动态测波的潜艇测量海浪波高方法，并通过仿真实验进行了验证。     

潜艇艇员级维修管理信息平台分析与设计

为了提高新型潜艇艇员级维修活动中管理的科学性,分析设计了某新型潜艇艇员级维修管理信息平台。系统分析中按照角色进行需求分析,使平台满足不同层次用户的要求,并将四种不同的业务流程统一为一个流程。系统设计中体现系统集成和闭环控制的思想,并运用基于构件技术的柔性框架技术设计了系统的总体框架。该平台的应用对于提升潜艇的装备管理水平具有重要意义。     

基于PLC的双余度海底管道开孔机远程电气控制系统设计

为填补国内海底管道开孔机的空白,进行了海底管道开孔机的研制。鉴于其特殊的工作环境,需要远程控制系统对开孔机进行监控。为了解决远程控制系统所面临的可靠性、信号衰减、密封和剧烈震动的问题,设计了基于PLC和HY-TTC60的双余度远程电气控制系统。经过实验验证,该控制系统能够控制开孔机完成开孔;并能实时监视开孔机的工作状态。根据实验采集的数据判断,该控制系统精度满足设计要求。     

非匹配条件下的非线性潜艇垂直面系统L2控制器设计

研究非匹配条件的非线性潜艇垂直面系统的信号跟踪控制问题。通过构造恰当的输入、输出及状态变量,将该问题转换为干扰抑制控制问题。基于相对阶的概念,给出了多输入多输出非线性系统的标准型及链式结构。以干扰抑制控制问题的定义为基础,提出并证明了不依赖于匹配条件的非线性链式结构系统的L2控制器设计定理;并以此设计了某型潜艇垂直面非线性系统的L2控制器。通过仿真验证了该控制器具有较好的动态性能和鲁棒性。     

航空自导鱼雷搜攻潜过程的模拟

该文依据航空自导鱼雷的战术技术性能 ,给出了鱼雷水下运动基本模型。目标运动要素可通过解算声纳数据而获得 ,用匀速直线运动来模拟目标运动规律。在此基础上研制了航空自导鱼雷搜攻潜模拟训练系统 ,该系统为提高战术员的训练水平提供了一种有效的辅助手段。     

深海风暴的原位观测

 深海风暴是高悬浮颗粒浓度水体在深海近海底的快速运动,能够损坏甚至摧毁一切障碍物,改变海底地形,影响深海底栖生态环境,但对其发生过程和沉积记录的认识尚缺乏原位观测研究。选择南海东北部台湾岸外高屏海底峡谷堤岸,通过布放锚系原位观测了2016年9月一次由浊流活动引发深海风暴的沉积物弥散发生过程,发现其表现为近海底悬浮颗粒浓度快速增加,并伴随温度升高和盐度降低。研究认为,深海风暴的沉积物弥散是海底峡谷沉积纹层形成的主要动力过程。     

大攻角时的潜艇操纵控制技术

在潜艇六自由度空间运动方程基础上,将潜艇的功能子系统分解为航向控制、横倾控制和潜浮控制3个子系统.针对3个功能子系统分别提出了潜艇大攻角非安全运动状态下的非线性鲁棒滑动控制算法,使得潜艇可以在较短的时间内由大攻角非安全运动状态转变为无攻角安全运动状态.在整个自动控制过程中,非线性鲁棒滑模控制器给出的指令舵角合理、无抖动.仿真算例验证了所提出算法的有效性.