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 .     

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.     

澳大利亚 世界最小潜艇问世

近日，世界上体积最小的潜艇在澳大利亚问世。这艘被命名为“塞拉菲娜”的潜艇仅有40厘米长，甚至还没有一只潜艇模型的体积大，是世界上可自我控制的最小潜艇。     

基于神经网络的潜艇水面航向控制研究

针对水面航行的潜艇易受到风浪高频干扰而产生频繁操舵的问题,提出了采用直接模型参考的神经网络自适应控制方法.在潜艇航向的离线辨识中引入了参考模型,通过参考模型的输出和潜艇模型的实际输出的比较来调整RBF神经网络的权值,以达到潜艇水面航向的自适应控制,并且针对风浪干扰设计了切比雪夫II型滤波器.仿真结果表明:结合切比雪夫II型滤波算法和直接模型参考神经网络自适应控制算法,能够很好地解决潜艇航向控制在海浪干扰下的无效操舵问题.     

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.     

UUV与潜艇协同作战模式及关键技术研究

潜艇的隐蔽性是其威慑力关键所在,这也导致其信息保障较为匮乏,对战场态势的掌控能力有限。结合潜艇的典型运用模式,阐述了水下行动面临的主要问题;基于潜艇和UUV的技战术特点和未来水下战场环境的复杂性,构建、研究UUV与潜艇协同的攻防体系和典型作战模式;最后,围绕潜艇指挥控制、水声通讯、组网协同和UUV技术等方面,对相关技术进行了系统研究和论述。     

潜艇水平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,考虑了横向速度对航向角速度的耦合影响,对非线性系统直接进行控制规律的综合,研究了潜艇航向调节和航迹保持两种控制问题．得出的滑动控制规律物理机理明确,算法简单,易于实现．仿真结果表明,控制效果良好．     

操纵面对潜艇水平面回转横倾角的控制

在一种新型潜艇艏舵——贝壳舵研究的基础上，用变结构控制方法探讨了如何用操纵面控制潜艇水平面回转时产生的横倾角，重点研究了方向舵、艏舵对横倾角的控制和艉舵对定深的保持．通过仿真比较了多种控制方案的控制效果，得到了较好的控制策略和有一定参考价值的艏舵和艉舵操舵规律     

潜艇水平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，考虑了横向速度对航向角速度的耦合影响，对非线性系统直接进行控制规律的综合，研究了潜艇航向调节和航迹保持两种控制问题，得出的滑动控制规律物理机理明确，算法简单，易于实现，仿真结果表明，控制效果良好。     

操纵面对潜艇水平面回转横倾角的控制

在一种新型潜艇艏舵－－贝壳舵研究的基础上，用变结构控制方法探讨了如何用操纵面控制潜艇水平面回转时产生的横倾角，重点研究了方向舵、艏舵对横倾角的控制和艉舵对定深的保持，通过仿真比较了多种控制方案的控制效果，得到较好的控制策略和有一定参考价值的艏舵和艉舵操舵规律。     

体积力在潜艇自航因子预报中的应用

借助于CFD软件,在螺旋桨参数未知的情况下,用均匀分布的体积力模拟螺旋桨力场,对潜艇自航因子进行了预报,并与潜艇带桨自航试验数值模拟的结果进行了对比.发现:若体积力参数仅考虑螺旋桨轴向力,则潜艇阻力的计算误差可达7％,在引入螺旋桨旋转的影响后,这一误差值可降低至2％以内,同时,推力减额分数和平均轴向伴流分数的计算误差可控制在5％以内,而潜艇快速性的预报误差可控制在2％以内.用均布体积力模拟螺旋桨力场的方法,能够有效地预报潜艇伴流和推力减额分数,为螺旋桨的设计提供可靠的输入参数,也可以用于潜艇线型优化设计和快速性预报.     

控制冗余和控制可重构舰艇

提出通过开发控制冗余提高舰艇操纵系统可靠性的思想，给出了控制冗余的严格定义和分类；讨论了控制冗余开发问题及可重构舰艇控制系统的基本结构和原理；研究了控制冗余的配置问题和控制可重构舰艇设计的基本准则，针对潜艇系统进行了具体讨论，提出了一种控制可重构潜艇布局方案，并与常规布局进行了可靠性对比。     

变论域模糊控制在X舵抗干扰操纵中的应用

为了发掘X舵潜艇在持续高强度随机干扰环境下稳定操纵的能力,建立了某型X舵潜艇六自由度运动模型,分析了X舵的操纵规律,在X舵模糊控制主体、智能模糊积分环节及控制权限动态分配三个方面对X舵模糊控制系统进行了设计.仿真计算表明:模糊控制系统在潜艇低频和高频随机干扰力和力矩峰值分别为500 k N和400k N·m的作用下,基本能将深度和姿态稳定在期望值,控制效果明显好于比例积分微分(PID)控制器,但在高频干扰下存在小范围抖振现象.采用变论域思想对模糊控制系统进行改进,对深度、纵倾、横倾和航向的误差变化率采用论域在线调节机制,在同样的干扰环境下能够消除深度和姿态的抖振,实现对潜艇复杂条件下航行的精准稳定控制.     

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．     

基于三明治夹层约束阻尼结构的潜艇降噪

潜艇的传动设备在运行中形成振动,并借助潜艇的本体对水流场不断辐射,噪声扩散,因此研究人员往往通过控制潜艇振动问题从而减小整体的噪声。当下,在潜艇噪声的防控中,通常将艇体近似成圆柱壳。该论文重点分析了具有约束阻尼层的厚壳体,同时阐述了此类阻尼层对控制潜艇辐射声场的效果。本文首先基于模态应变能法对“三明治”厚圆柱壳结构中约束阻尼层材料的损耗因子、刚度以及阻尼层的厚度进行了参数分析,分析阻尼层参数对整体结构模态阻尼比的影响规律。以振级落差目标函数,对含有约束阻尼层的足够长度圆柱壳体展开了减振效果的设计,确定了相关圆柱壳结构的阻尼层参数优化值。最后,本文建立了实际潜艇的模型,分析了采用全金属壳结构和“三明治”约束阻尼壳体结构情况下的潜艇周边声场。分析结果表明,优化后的“三明治”约束阻尼壳体结构能够使得潜艇在水中的声压在 0-500HZ 范围中减小 15dB,在 500-2000HZ 范围内大概减小10dB。     

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。