碟形水下滑翔器運動性能的研究.pdf

1、碟形水下滑翔器是一種新型水下滑翔器，具有圓碟形外觀設計，因此其具有全向運動特性，靈活性極強;具有低耗能、續(xù)航力持久等優(yōu)點，既能在水下剖面內完成長時間、大范圍的運動，又能同傳統(tǒng)魚雷形水下滑翔器一樣完成螺旋回轉運動;碟形水下滑翔器在創(chuàng)新性的微力矩控制技術的支持下，通過在機體內部設置微力矩控制裝置，可以從根本上克服圓碟型水下滑翔器受到外界環(huán)境干擾易產生繞自身垂直軸旋轉的缺點;與此同時，微力矩控制技術的提出使得碟形水下滑翔器能夠實現(xiàn)零航速狀態(tài)下

2、的零回轉半徑的回轉運動，并且能在滑翔過程中隨意變換前進方向，這不僅提高了滑翔器的機動性，還實現(xiàn)了水下滑翔器在小水體內靈活機動的運動，大大降低了滑翔器對工作空間大小的要求，并將滑翔器的應用從深海延伸到了近海，拓展了其應用領域。
　　本文以設計研發(fā)的第三代碟形水下滑翔器的樣機為研究對象，將其動力學方程作為研究的重點。首先對碟形水下滑翔器進行運動學和動力學建模，參考并借鑒了國內外在水下滑翔器的水動力學方面的研究，結合碟形水下滑翔器自身特

3、性，簡化得到適用于碟形水下滑翔器的一套水動力學模型，二者聯(lián)立得到研究其運動特性和滑翔性能的數(shù)學模型，再配合控制量的輸入，此數(shù)學模型即可用來研究碟形水下滑翔器在指定控制量輸入下的性能;然后對滑翔器空間動力學行為進行研究，仿真分析了滑翔器在縱剖面內的運動性能和控制量的最優(yōu)組合;對滑翔器的空間回轉運動和螺旋回轉運動進行仿真，得到螺旋運動特征參數(shù)與重心偏移量的關系，初步研究了碟形水下滑翔器回轉運動的操控方式，驗證了碟形水下滑翔器同傳統(tǒng)水下滑翔器