高速水下航行體半實(shí)物實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)研究.pdf

1、由于超空泡減阻技術(shù)對(duì)水下航行體研制的巨大影響和此項(xiàng)技術(shù)對(duì)未來(lái)海戰(zhàn)的重要意義，各海軍強(qiáng)國(guó)紛紛投入巨資研發(fā)基于超空泡減阻技術(shù)的高速水下航行體。為解決高速水下航行體其開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、試驗(yàn)成本高、風(fēng)險(xiǎn)大、驗(yàn)證困難等問(wèn)題，采用半實(shí)物仿真技術(shù)對(duì)航行體各個(gè)設(shè)備進(jìn)行仿真和調(diào)試是十分必要的。
　　 首先，根據(jù)高速水下航行體的航行特點(diǎn)，對(duì)高速水下航行體半實(shí)物仿真系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)功能分析。設(shè)計(jì)并構(gòu)建了高速水下航行體半實(shí)物仿真系統(tǒng)。
　　 其次，論文

2、根據(jù)現(xiàn)有資料，詳細(xì)分析了在穩(wěn)定模式下超空泡的形態(tài)，以及在空化器偏角的作用下空泡形態(tài)的變化。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用牛頓定律及相關(guān)動(dòng)力學(xué)理論對(duì)高速水下行體的受力進(jìn)行了分析。建立了高速水下航行體的非線性數(shù)學(xué)模型，并依據(jù)小擾動(dòng)原理對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了線性化處理。
　　 再次，由于高速水下航行體數(shù)學(xué)模型的不確定性和航行體受到的外部干擾，應(yīng)用混合靈敏度方法設(shè)計(jì)了高速水下航行體的魯棒H∞定深控制器。分析了干擾和模型的不確定性，將受到的重力看作常值干擾，

3、選擇了合理加權(quán)函數(shù)，建立了超空泡航行體廣義對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，得到了低階次的簡(jiǎn)單易于物理實(shí)現(xiàn)的控制器。針對(duì)航行體在水動(dòng)力參數(shù)攝動(dòng)的情況下，對(duì)所設(shè)計(jì)的控制器進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果表明，在具有干擾和水動(dòng)力參數(shù)攝動(dòng)的情況下，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能依然良好。
　　 最后，根據(jù)半實(shí)物仿真系統(tǒng)的需求，設(shè)計(jì)完成了半實(shí)物仿真系統(tǒng)的仿真軟件。仿真軟件中，運(yùn)用Visual C++設(shè)計(jì)了人機(jī)交互界面，完成了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、曲線繪制和通信等功能，利用Fortran語(yǔ)言程序