航行體在水下運(yùn)行時(shí)要受到較大粘性摩擦阻力,使得水下航行體運(yùn)行速度普遍偏低。利用超空化減阻技術(shù),使航行體在運(yùn)行時(shí)大部分表面包裹在空泡內(nèi),隔絕了與液體環(huán)境的接觸,大大減少了航行阻力,實(shí)現(xiàn)了航行體水下高速運(yùn)行。超空泡航行體因這一優(yōu)勢(shì)而廣泛受到研究者們重視。本文通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn),深入研究了超空泡模型及相關(guān)理論,針對(duì)以超空化狀態(tài)運(yùn)行的航行體的動(dòng)力學(xué)特殊性,詳細(xì)地分析了航行體各部分受力情況,建立了航行體數(shù)學(xué)模型。先后采用滑模變結(jié)構(gòu)控制和模糊滑�？刂苾煞N控制策略來(lái)實(shí)現(xiàn)航行體縱向運(yùn)動(dòng)控制,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。研究超空泡航行體控制方法的難點(diǎn)在于難以建立精確的數(shù)學(xué)模型。由于航行體實(shí)際運(yùn)行時(shí)被空泡包裹,其受力情況變得十分復(fù)雜。尤其是航行體尾部的滑行力,對(duì)實(shí)現(xiàn)航行體穩(wěn)定控制帶來(lái)了不便。依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)深入地研究了超空泡的基本理論,分析了超空泡形態(tài)預(yù)測(cè)模型。采用空化器和尾舵控制的配置方案,在此基礎(chǔ)上對(duì)航行體空化器、尾舵及尾部滑行力進(jìn)行受力分析。得到六自由度數(shù)學(xué)模型,再將其簡(jiǎn)化處理推導(dǎo)出縱平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)模型。由于超空泡航行體模型中存在系統(tǒng)參數(shù)攝動(dòng)以及外部無(wú)規(guī)則擾動(dòng)等問(wèn)題,依據(jù)滑�？刂撇蛔冃�,可采用滑模變結(jié)構(gòu)控制策略來(lái)... 

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究目的及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 超空泡航行體國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 超空泡技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 超空泡航行體建模及控制策略研究進(jìn)展
    1.3 論文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)結(jié)構(gòu)
第2章 超空泡航行體數(shù)學(xué)建模
    2.1 超空泡理論基礎(chǔ)
        2.1.1 超空泡形成條件
        2.1.2 超空泡的基本參數(shù)
    2.2 超空泡形態(tài)預(yù)測(cè)模型
        2.2.1 Munzer-reicharde空泡模型
        2.2.2 Logvinovich空泡模型
        2.2.3 空泡的記憶效應(yīng)
    2.3 超空泡航行體結(jié)構(gòu)與配置
        2.3.1 超空泡航行體結(jié)構(gòu)組成
        2.3.2 超空泡航行體配置方案
    2.4 航行體建�；A(chǔ)
        2.4.1 坐標(biāo)系的定義
        2.4.2 航行體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)
        2.4.3 坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系
    2.5 航行體受力分析
        2.5.1 空化器受力
        2.5.2 尾舵受力
        2.5.3 滑行力
        2.5.4 重力
        2.5.5 推力
    2.6 航行體運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)建模
        2.6.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程建立
        2.6.2 動(dòng)力學(xué)方程建立
    2.7 超空泡航行體縱向運(yùn)動(dòng)模型建立
    2.8 本章小結(jié)
第3章 滑模控制與模糊控制理論概述
    3.1 滑�？刂评碚摳攀�
        3.1.1 滑�？刂频幕靖拍�
        3.1.2 滑�？刂频幕疽�
        3.1.3 滑�？刂频膭�(dòng)態(tài)品質(zhì)
        3.1.4 滑�？刂拼嬖诘膯�(wèn)題
    3.2 模糊控制理論概述
        3.2.1 模糊控制方法特點(diǎn)
        3.2.2 模糊控制結(jié)構(gòu)原理
        3.2.3 模糊控制設(shè)計(jì)原則
    3.3 模糊滑�？刂评碚�
        3.3.1 模糊滑模控制概述
        3.3.2 模糊控制與滑�？刂平Y(jié)合方式
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于滑�？刂频暮叫畜w縱向運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)
    4.1 滑�？刂破髟O(shè)計(jì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
    4.2 基于趨近律的滑模變結(jié)構(gòu)控制器設(shè)計(jì)
        4.2.1 切換平面設(shè)計(jì)
        4.2.2 滑模控制器設(shè)計(jì)
    4.3 仿真分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 基于模糊滑�？刂频暮叫畜w縱向運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)
    5.1 模糊滑�？刂破髟O(shè)計(jì)基礎(chǔ)
        5.1.1 模糊滑�？刂品椒ǖ拇_定
        5.1.2 基于模糊控制的趨近律改進(jìn)原理
    5.2 基于模糊趨近律的滑�？刂破髟O(shè)計(jì)
        5.2.1 模糊控制輸入輸出定義
        5.2.2 模糊規(guī)則定義及模糊輸出
    5.3 仿真研究
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]國(guó)外水面艦艇魚(yú)雷防御系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 肖昌美,李恒,彭佩.  魚(yú)雷技術(shù). 2014(02)
[2]國(guó)外水面艦艇魚(yú)雷防御系統(tǒng)的構(gòu)建問(wèn)題探析[J]. 陳敬軍.  聲學(xué)技術(shù). 2014(01)
[3]超空泡技術(shù)及其在水中兵器中的應(yīng)用研究[J]. 孫偉瑋.  機(jī)械管理開(kāi)發(fā). 2013(03)
[4]水下航行體控制系統(tǒng)快速原型設(shè)計(jì)[J]. 葉玉玲,趙冉.  計(jì)算機(jī)仿真. 2012(03)
[5]水下超空泡航行體非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)建模與仿真[J]. 王京華,魏英杰,曹偉,黃文虎,呂瑞.  工程力學(xué). 2011(12)
[6]時(shí)滯超空泡航行體復(fù)雜控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 趙新華,段廣仁,孫堯.  工程力學(xué). 2011(09)
[7]超空泡航行體的自適應(yīng)模糊滑�？刂蒲芯縖J]. 范加利,呂小龍,趙國(guó)良.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2011(03)
[8]基于空泡記憶效應(yīng)的水下超空泡航行體建模與控制[J]. 王京華,魏英杰,于開(kāi)平,王聰,黃文虎,呂瑞.  振動(dòng)與沖擊. 2010(08)
[9]超空泡武器[J]. 施鶴群.  東北之窗. 2010(14)
[10]超空泡技術(shù)在小口徑炮彈上的應(yīng)用[J]. 牟晴,趙瀟雨,周維.  四川兵工學(xué)報(bào). 2010(04)

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
[2]水下超高速航行體動(dòng)力學(xué)建模與控制研究[D]. 趙新華.哈爾濱工程大學(xué) 2008

碩士論文
[1]水下高速航行體系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)研究[D]. 趙利娜.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[2]水下高速航行體航向控制技術(shù)研究[D]. 王雨.哈爾濱工程大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3664406