潛艇,作為現(xiàn)代海洋軍事力量的組成部分,是海軍的主要艦艇種類之一,亦是各國(guó)海軍實(shí)力的一個(gè)重要表現(xiàn)。潛艇作為主要于近水面進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)任務(wù)的艦艇,其日常中的一般巡航以及其他作業(yè)狀態(tài)下的水下航行模式也屬于近水面航行。潛艇在近水面航行時(shí),工作環(huán)境復(fù)雜且面臨許多未知情況,如執(zhí)行器故障、海浪干擾等等。同時(shí),考慮到安全因素也需要對(duì)潛艇自身狀態(tài)進(jìn)行約束,所以在對(duì)潛艇設(shè)計(jì)控制器時(shí)應(yīng)考慮執(zhí)行器故障、海浪干擾以及狀態(tài)約束。論文的主要研究?jī)?nèi)容與成果如下:首先,研究了故障診斷、狀態(tài)約束及自適應(yīng)H∞狀態(tài)反饋容錯(cuò)控制的集成設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)了未知干擾輸入觀測(cè)器,將執(zhí)行器故障和外界干擾解耦,并根據(jù)解耦結(jié)果作為參照來(lái)選擇適當(dāng)?shù)淖赃m應(yīng)律來(lái)進(jìn)行艏艉舵故障參數(shù)估計(jì)。同時(shí),對(duì)潛艇系統(tǒng)近水面實(shí)際需求進(jìn)行狀態(tài)約束,使得在故障發(fā)生后潛艇的系統(tǒng)狀態(tài)滿足一定約束。進(jìn)而利用艏艉舵故障估計(jì)參數(shù),設(shè)計(jì)了約束條件下自適應(yīng)H∞狀態(tài)反饋容錯(cuò)控制器。其次,研究了 AMESim與Simulink聯(lián)合仿真的潛艇容錯(cuò)控制系統(tǒng)。在AMESim中對(duì)潛艇的艏艉舵按照實(shí)際的物理系統(tǒng),并參照Z(yǔ)HYSC-F電液比例控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)中的位置控制部分構(gòu)建仿真模型。在Simulink中...

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題來(lái)源
    1.2 課題背景及意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.3.1 潛艇系統(tǒng)操縱性研究
        1.3.2 故障診斷方法
        1.3.3 系統(tǒng)狀態(tài)約束的研究
        1.3.4 容錯(cuò)控制方法
        1.3.5 故障診斷與容錯(cuò)控制的集成設(shè)計(jì)方法的研究
    1.4 AMESim軟件介紹
    1.5 本文主要工作與章節(jié)安排
        1.5.1 主要工作
        1.5.2 章節(jié)安排
第二章 預(yù)備理論知識(shí)
    2.1 潛艇運(yùn)動(dòng)模型
        2.1.1 潛艇垂直面運(yùn)動(dòng)模型
        2.1.2 潛艇的近水面模型
    2.2 2 H_∞控制理論簡(jiǎn)介
        2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)H_∞控制問(wèn)題
        2.2.2 H_∞狀態(tài)反饋控制
    2.3 模型參考自適應(yīng)控制
第三章 潛艇控制系統(tǒng)的故障診斷、狀態(tài)約束與容錯(cuò)控制設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 潛艇控制系統(tǒng)與艏艉舵故障模型
    3.3 艏艉舵故障參數(shù)估計(jì)
    3.4 潛艇控制系統(tǒng)狀態(tài)約束設(shè)計(jì)
    3.5 約束時(shí)自適應(yīng)H_∞狀態(tài)反饋控制器的設(shè)計(jì)
    3.6 仿真結(jié)果
    3.7 本章結(jié)語(yǔ)
第四章 基于AMESim與Simulink的潛艇容錯(cuò)控制系統(tǒng)的聯(lián)合仿真
    4.1 引言
    4.2 AMESim-Simulink聯(lián)合仿真技術(shù)及基本原理
        4.2.1 聯(lián)合仿真前期準(zhǔn)備
        4.2.2 AMESim與MATLAB/Simulink數(shù)據(jù)接口
    4.3 基于AMESim的潛艇舵機(jī)模型建立
    4.4 潛艇控制系統(tǒng)的聯(lián)合仿真設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
        4.4.1 潛艇控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
        4.4.2 S函數(shù)介紹
        4.4.3 控制系統(tǒng)的S函數(shù)設(shè)計(jì)
        4.4.4 潛艇容錯(cuò)控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真的實(shí)現(xiàn)
    4.5 仿真結(jié)果
    4.6 本章結(jié)語(yǔ)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
作者在攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號(hào)：3861168