潜艇的全工况操纵多模型切换控制策略研究与实现开题报告

 2020-02-20 09:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着各国经济发展重点向海洋的转移,海洋的地位日益提高,而潜艇作为海上作战的主要武器之一, 一直受到各国海军高度重视。现代水下作战空间的不断扩大和反潜探测手段的日益提高,对潜艇操控性能也提出了更高的要求,现代潜艇需要具备更高的机动性、更低的噪声和更长的续航能力,因此,研究高效、安全和低噪声的潜艇控制系统,对发挥武器作战系统能力,提高潜艇的安全性、隐蔽性以及减轻成员工作强度都具有十分重要的意义。

潜艇在水下的空间运动本质上是一个非线性、水平面和垂直面运动的强耦合性、自身动力学参数随外界环境变化的时变系统,同时由于受到外界海浪和海流的影响,潜艇水下运动具有很强的不确定性,这些都给系统的精确和稳定控制提出了难题。要想提高潜艇系统的控制性能,就必须要在设计控制系统控制器时分析系统的不确定性,并在设计过程中予以考虑,因此专门用于分析和处理具有不确定性系统的多模型控制在潜艇控制中得到了广泛应用和深入研究。

多模型控制发展:

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2. 研究的基本内容与方案

潜艇控制系统是一种复杂的非线性耦合系统,且外界环境干扰较难精确描述,这增加了潜艇系统运动控制策略设计的难度。多模型控制法能够根据被控对象的控制特点设置多个子模型逼近被控对象的全局动态特性,根据各子模型特点设计相应控制策略,建立控制器集,通过模型间的稳定切换达到快速响应外界控制需求的目的。多模型切换控制的控制优势逐渐得到潜艇运动控制领域的关注。本次设计内容就是用多模型切换控制潜艇在水下的全工况运动。具体内容为:

  1. 了解潜艇模型,学习对潜艇的建模方法。

  2. 学习matlab,利用matlab对潜艇进行建模。

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    3. 研究计划与安排

    第一至第二周:查阅设计题目的相关资料;

    第三至第四周:撰写开题报告,翻译英文资料;

    第五至第六周:学习潜艇动力学和多模型切换控制的相关知识;

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    4. 参考文献(12篇以上)

    1. nonlinear trajectory tracking control ofa newautonomous underwater vehicle in complex sea conditions 高富东;潘存云;韩艳艳;张湘 journal of central south university 2012-07-15

    2. 多层次多模型预测控制算法的模型切换方法研究 刘琳琳; 周立芳; 嵇婷; 赵豫红自动化学报 2013-01-16 18:03

    3. 基于auv垂直面运动控制的状态增减多模型切换 周焕银; 李一平; 刘开周; 封锡盛 哈尔滨工程大学学报 2017-06-0220:03

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