當(dāng)物體在水下高速運(yùn)動(dòng)時(shí),隨著航行速度的提高,物體表面局部壓力減小,接觸面液體氣化從而形成空泡。實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)物體被大量空泡包裹,形成包絡(luò)時(shí),其所受流體阻力將大大減小,從而使水下運(yùn)動(dòng)體的速度產(chǎn)生質(zhì)的飛躍,進(jìn)而對未來水下戰(zhàn)局的分布產(chǎn)生重大影響。本文的研究基于“XX基金項(xiàng)目”,在國內(nèi)外現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,建立了完整的水下超空泡高速射彈的六自由度控制模型,分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并設(shè)計(jì)了穩(wěn)定的反饋控制率,主要工作如下：根據(jù)導(dǎo)彈飛行力學(xué)與魚雷飛行力學(xué)原理,定義建立水下高速超空泡射彈常用坐標(biāo)系與特殊坐標(biāo)系及其轉(zhuǎn)換矩陣；分析空泡產(chǎn)生的原理,以及產(chǎn)生穩(wěn)定空泡的途徑,為超空泡射彈的穩(wěn)定控制奠定基礎(chǔ)；分析探討了兩種常用的空泡外形計(jì)算公式,并對比于本文所用的簡化公式,得出本文控制所需空泡體的外形公式和軸線飄移公式。運(yùn)用剛體動(dòng)力學(xué)知識(shí),建立水下高速超空泡射彈的六自由度運(yùn)動(dòng)學(xué)方程以及動(dòng)力學(xué)方程。對彈體所受空化器力、尾舵力、以及滑行力產(chǎn)生原因,推導(dǎo)方式進(jìn)行了全面的介紹,并得出了彈體主要受力以及力矩的計(jì)算公式,仿真分析了空化器力與力矩、尾舵力與力矩在彈體坐標(biāo)系的分量隨相應(yīng)角度的變化關(guān)系。運(yùn)用Matlab仿真軟件,將超空... 

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 選題背景與意義
    1.2 國外超空泡技術(shù)研究狀況
    1.3 國內(nèi)超空泡技術(shù)研究狀況
    1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排
2 超空泡射彈的空泡特性分析
    2.1 超空化現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)理
    2.2 空泡模型的計(jì)算公式及其影響因素
        2.2.1 賴卡特空泡模型
        2.2.2 龍格維諾維奇空泡模型
        2.2.3 本文的空泡形態(tài)
    2.3 空泡的軸線飄移
    2.4 超空泡射彈的穩(wěn)定方式
    2.5 本章小結(jié)
3 超空泡射彈的數(shù)學(xué)模型
    3.1 坐標(biāo)系的建立及其轉(zhuǎn)化
        3.1.1 常用坐標(biāo)系的建立
        3.1.2 空化器坐標(biāo)系的建立
        3.1.3 尾翼坐標(biāo)系的建立
    3.2 超空泡射彈運(yùn)動(dòng)學(xué)方程組的建立
    3.3 主要受力分析
        3.3.1 空化器受力
        3.3.2 尾舵受力
        3.3.3 滑行力
        3.3.4 重力
    3.4 超空泡射彈動(dòng)力學(xué)方程組的建立
    3.5 本章小結(jié)
4 超空泡射彈開環(huán)特性仿真及其線性化
    4.1 超空泡射彈的開環(huán)特性研究
        4.1.1 超空泡射彈仿真模型
        4.1.2 超空泡射彈開環(huán)特性仿真
    4.2 模型參數(shù)的不確定性分析
    4.3 超空泡射彈仿真模型的線性化處理
    4.4 本章小結(jié)
5 超空泡射彈閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.1 超空泡射彈線性二次型狀態(tài)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)
        5.1.1 超空泡射彈線性二次型最優(yōu)控制
        5.1.2 單位權(quán)矩陣控制仿真
        5.1.3 最優(yōu)權(quán)矩陣控制仿真
    5.2 基于遺傳算法的控制優(yōu)化設(shè)計(jì)
        5.2.1 超空泡射彈遺傳算法優(yōu)化流程圖
        5.2.2 遺傳算法種群及初始化設(shè)計(jì)
        5.2.3 遺傳算法適應(yīng)度函數(shù)
        5.2.4 遺傳操作設(shè)計(jì)
        5.2.5 超空泡射彈遺傳算法仿真
    5.5 閉環(huán)系統(tǒng)響應(yīng)
    5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 研究工作總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]基于混合遺傳算法的時(shí)間最優(yōu)控制問題求解[J]. 趙瑞艷,李樹榮.  控制工程. 2011(03)
[5]水下超空泡航行體縱向機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制研究[J]. 白濤,畢曉君.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(04)
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[8]尾翼對超空泡航行器形態(tài)及力學(xué)特性影響實(shí)驗(yàn)研究[J]. 裴譞,張宇文,袁緒龍,張紀(jì)華.  實(shí)驗(yàn)流體力學(xué). 2011(01)
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博士論文
[1]超空泡航行體動(dòng)力學(xué)建模與姿態(tài)機(jī)動(dòng)魯棒控制方法研究[D]. 呂瑞.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]水下高速航行體控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 張永攀.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[2]水下高速射彈的數(shù)學(xué)建模與控制研究[D]. 楊獻(xiàn)文.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[3]非線性控制系統(tǒng)解耦及精確線性化[D]. 安祎春.東北大學(xué) 2006
[4]非線性系統(tǒng)精確線性化方法探究[D]. 鐘寧帆.南京理工大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3651075