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制的耦合特點,本文設(shè)計出快速終端滑模控制算法,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(zhǔn)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(zhǔn)確等難題,論文采用理論估算方法初步獲取水動力系數(shù),通過參數(shù)攝動改變模型和結(jié)合PID對比仿真分析,驗證控制系統(tǒng)在模型參數(shù)變化下的控制效果。仿真表明,在一定的參數(shù)攝動下,系統(tǒng)對潛艇縱傾及深度具有良好的控制效果。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：U674.76
【部分圖文】：

PLC控制器舵機液壓缸及舵角反饋機構(gòu)液壓集成塊泵控裝置油箱雙聯(lián)濾器本地分線箱泵控裝置電子放大板信號隔離裝置電流匹配板圖 2-1 操舵系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)圖制臺由臺體、顯示屏、控制面板、穩(wěn)壓電真控制計算機、PLC 控制器、泵控裝置電部分組成。另外，設(shè)備現(xiàn)場布置有信號隔離制臺面板分為三個區(qū)域，分別為立面板、源插座、開關(guān)、風(fēng)扇、照明裝置、通風(fēng)口等

科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位接。舵數(shù)據(jù)采集控制臺斜面板上，其上布置的切換旋鈕、報警指示燈、蜂鳴器等設(shè)備具停、空開、急停按鈕等重要元件。離的兩臺穩(wěn)壓電源，一塊為 220VAC 輸入為 220VAC 輸入/24V DC、±15V DC 輸出制臺帶有抽屜，抽屜中布置鍵盤，臺面上

圖 2-3 鼠標(biāo)鍵盤算機界面運行于顯控/主控計算機中。顯控 4U 19”上架工控機，配置如圖 2-4 所示300W 工業(yè)電源；Intel I5 3550 處理器 3.3GHz；8G DDR3；1T SATA；口：千兆以太網(wǎng)口；DVD-ROM；統(tǒng)：Windows 7 操作系統(tǒng)。
【參考文獻】

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本文編號：2871708