基于泵控液壓舵機的潛艇縱傾及深度控制研究.pdf

1、操縱性是現(xiàn)代潛艇控制關(guān)鍵的性能之一，研究潛艇的操縱特性是保證潛艇工作效能和戰(zhàn)斗力的基礎(chǔ)。本系統(tǒng)對潛艇性能的模擬研究能提升我國潛艇的自動控制能力。本文基于國家保障條件建設(shè)項目，負責(zé)潛艇半實物模擬操縱系統(tǒng)的研制，針對不同工況、復(fù)雜環(huán)境下的潛艇運動多種控制方案進行研究，應(yīng)用于高性能潛艇的實際控制，并為搭建實際液壓舵機平臺奠定基礎(chǔ)。
　　潛艇的操縱控制分為水平面上的航向控制和垂直面上的縱傾及深度控制，本文針對潛艇空間六自由度模型對其垂直面

2、運動進行研究，潛艇垂直面運動具有非線性、強耦合的多輸入/多輸出的復(fù)雜特性，圍殼舵和艉升降舵分別控制一定航速下的潛艇的縱傾和深度，對于模型中出現(xiàn)的雙通道相互干擾的情況，本文運用解耦控制的方法成功地將其分離成單輸入/單輸出狀態(tài)，針對控制深度的圍殼舵和控制縱傾的艉升降舵，分別設(shè)計閉環(huán)控制算法，同時實現(xiàn)雙控制器的運行。本文還對實際液壓舵機系統(tǒng)進行AMEsim模型分析，對液壓系統(tǒng)特性進行研究并分析系統(tǒng)性能。
　　針對潛艇垂直面上縱傾及深度控

3、制的耦合特點，本文設(shè)計出快速終端滑?？刂扑惴?，并對比傳統(tǒng)終端函數(shù)和全局終端函數(shù)，提出一種改良的終端函數(shù)和全局終端函數(shù)構(gòu)造準則，并設(shè)計出終端滑模面。最后，結(jié)合算法和模型進行了仿真和實驗研究，驗證了整體控制系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性。
　　本文控制系統(tǒng)設(shè)計不僅解決了解耦問題，還結(jié)合不同的水動力干擾，通過仿真和實驗的方法對系統(tǒng)進行分析，完成潛艇垂直面的魯棒控制。同時，針對潛艇水動力系數(shù)不公開和實驗數(shù)據(jù)不準確等難題，論文采用理論估算方法初步獲取