资源描述：
《潜艇操纵控制方法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第35卷第5期舰船科学技术Vol.35,No.52013年5月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYMay,2013潜艇操纵控制方法1112林雄伟,胡大斌,戴余良,夏极(1.海军工程大学船舶与动力学院,湖北武汉430033;2.海军驻武汉地区军代局,湖北武汉430000)摘要:综述国内外在潜艇操纵与控制方面研究的发展情况,重点对潜艇运动的数学模型、分析方法及控制策略等方面的研究成果及存在的问题进行分析讨论,指出各种控制方法的特点及今后的研究热点。关键词:潜艇运动;数学模型;操纵控制中图分类号:U661文
2、献标识码:A文章编号:1672-7649(2013)05-0007-04doi:10．3404/j．issn．1672-7649．2013．05．002Surveyformaneuvercontrolofsubmarine1112LINXiong-wei,HUDa-bin,DAIYu-liang,XIAJi(1.CollegeofNavalArchitectureandPower,NavalUniversityofEngineering,Wuhan430033,China;2.BureauofNavalMilit
3、aryRepresentativesatWuhanAreas,Wuhan430000,China)Abstract:Thesummaryofthedevelopmentofsubmarinemaneuvercontrolispresentedinthispaperbasedonplentyofreferences.Themathmodelofsubmarinemotion,theanalysismethod,thecontrolstrategiesandtheexistingproblemaretheemphas
4、esofthepaper,thecharactersofthecontrolstrategiesandthehotresearchpointsarealsopresented.Keywords:submarinemotion;mathmodel;maneuvercontrol坐标系及符号系统,有利于各国学者相互之间交流研0引言究成果。目前,大多数文献采用的是国际拖曳水池会进入21世纪,由于陆上资源供应日趋极限,各议(ITTC)及造船与轮机工程学会(SNAME)推荐国把经济发展的重点转移到海洋。海洋地位日益提的术语
5、体系,如图1所示。包括固定坐标系E-ξηζ高,海军的作用也更加重要。二战以来,世界各主要(简称“定系”)和运动坐标系G-xyz(简称“动海军强国在潜艇作战性能方面,投入大量精力,使其系”)2个坐标系均按右手坐标系确定。成为现代海军最重要的威慑力量之一,战略地位越来越突出。操纵性是潜艇重要的航海性能,它是指潜艇改变和保持各种运动状态,如航向、深度和姿态角等。近年来,随着反潜技术的快速发展,潜艇的生存安全受到严重威胁。良好的操纵性对于提高潜艇安全[1-3]性,保证其发挥技战术性能,有着重要意义。图1潜艇运动定坐标系和
6、动坐标系Fig．1Thefixedandmovingcoordinateofsubmarinemovement1坐标系、运动参数及符号的规定定坐标系E-ξηζ固定于地球,一般选海中某一研究潜艇运动首先要确定合适的坐标系。统一的点为其原点;Eξ轴位于水平面,常以潜艇主航向为收稿日期:2012-09-29;修回日期:2012-10-16基金项目:国家自然科学基金资助项目(51179196)作者简介:林雄伟(1986-),男,博士研究生,主要从事舰船运动控制与仿真方面的研究。·8·舰船科学技术第35卷正向;Eζ轴垂直于
7、坐标平面E-ξη,指向地心为正;动方程。Eη轴位于轴Eξ所在的水平面,按右手法则将Eξ轴标准运动方程的使用依赖于水动力系数,因此顺时针旋转90°得到。水动力系数是潜艇运动模拟研究的核心。运动方程动坐标系G-xyz固联于艇体,随潜艇一起运动,中的水动力系数可用理论计算、试验测定和近似计其原点G一般选在潜艇重心处;Gx轴、Gy轴和Gz算等方法来确定。一般而言,模型试验测得的水动轴是分别经过原点的水线面、横剖面和纵中面的交力系数与实际值较为接近,可信度也最高。当然,线。正向按右手系规定,Gx轴指向艇首,Gy轴指要测得各
8、种工况下的全部水动力系数(包括非线性向右舷,Gz轴指向水平龙骨,并认为Gx轴、Gy轴耦合项)是比较困难的,而且费用昂贵。所以通常和Gz轴是潜艇的惯性主轴。只进行潜艇标准机动(攻角小于15°中等强度机动潜艇的空间操纵运动可由动坐标系G-xyz表示过程)时水动力系数的测量试验,试验结果不适用于潜艇强机动过程的研究。为了弥补试验的不足,为沿3个轴的平动和绕3个轴的转动,即空间六
