基于PID的潜器悬停控制仿真研究

潜器水下悬停是指潜器在水下无航速时深度的保持和变动.这是一个非线性过程,随潜器状态及航行环境的不同而有很大变化.传统的控制方法缺乏自适应能力从而影响了控制效果.通过对潜器水下悬停运动的基本特征、实现条件及造成悬停深度不稳定等因素进行分析,建立潜器悬停运动数学模型及干扰力计算模型.并运用PID控制技术对潜器水下悬停运动的控制进行仿真研究,为潜器实现悬停提供技术支持和保障.     

基于RBF径向基网络的潜艇水下悬停控制

潜艇水下悬停是指潜艇在水下无航速时深度的保持和变动。它是一个非线性过程,随潜艇状态及航行环境的不同而有很大变化,传统控制方法缺乏自适应能力从而影响了控制效果。本文简要论述了潜艇水下悬停的概念及对潜艇的意义,研究分析了潜艇水下悬停运动的数学模型及干扰力数学模型,将RBF径向基网络控制技术引入潜艇水下悬停过程,通过仿真证明RBF径向基网络控制与传统的控制方式相比有优势。     

潜艇水下悬停运动控制仿真研究

为了探明潜艇水下悬停控制系统的工作原理,为其工程设计提供初步的理论基础,对潜艇水下悬停实际操纵运动情况进行分析,找出了造成潜艇悬停深度不稳定的主要原因。然后分析了潜艇悬停运动的特征,由此建立了潜艇水下悬停运动的数学模型及干扰力计算模型,并对潜艇水下悬停运动的控制进行了仿真研究。数值仿真结果表明,与手动控制潜艇悬停相比,自动控制潜艇悬停能更好地控制潜艇深度。     

水下运动物体在相互接近过程中的水动力计算

用面元法计算了两个水下物体在相互接近过程中对水动力的影响，给出了水动力系统系数随物体间距离的变化曲线。该计算程序经对圆球的计算值与试验值比较了得到了验证。本研究对水下双潜器的近距离协同作业和潜器在接近障碍物过程中的运动控制能够提供较好的数学模型。     

水下维修载人潜器运动仿真

操纵性是载人潜器的重要性能,通过载人潜器的运动仿真可以对于载人潜器的操纵性进行评估,本文以水下维修载人潜器为研究对象,建立了载人潜器空间六自由空间运动数学模型的基础上,利用Matlab的S-function建立了基于Simulink的载人潜器控件运动仿真系统,进行了载人潜器运动仿真,为运动控制系统设计提供了重要依据。     

微小型潜器空间运动建模与仿真(英文)

对自主式潜器空间运动进行精确建模和仿真对研究其操纵和控制特性有重要意义,本文以开发的"MAUV-Ⅱ"微小型潜器为对象,基于动量定理和动量矩定理建立了潜器空间运动的非线性数学模型,将潜器受力分解为各个模块并表达为矩阵形式.在运动非线性数学模型的基础上,结合虚拟现实技术建立了运动仿真系统,针对所研究潜器的特点,采用S面控制方法对此"MAUV-Ⅱ"水下运动的艏向控制和深度控制进行了仿真研究,同时进行了基于目标规划的长距离航行仿真试验.仿真结果反映了潜器具有较好的空间操纵性能,也验证了控制软件的可行性和可靠性.     

水下潜器运动控制与仿真研究

水下潜器是一种非常重要的海洋开发装置,具有强耦合、非线性等特点。主要讨论水下无人潜器的自主定深和定位控制技术。文中根据潜器的6自由度运动方程,在充分考虑了水动力因素的基础上,使用Quasi-Lagrange方程建立潜器的数学模型,并将其分解为一系列相互关联的子系统。采用滑模控制方法用于潜器的定深控制,并对其他方向运动进行定位控制。滑模因控制算法简单、鲁棒性好、可靠性高,并且不需要系统整体模型,被广泛应用于运动控制和非线性系统的控制中。通过计算机仿真,验证了该控制算法对水下潜器的运动控制效果良好、准确。     

征文启事

<正>为推动水下无人潜器研究领域科技进步,交流研讨水下无人潜器研究成果,促进水下无人潜器在我国的进一步发展,《舰船科学技术》编辑部拟于2014年第四季度召开"水下无人潜器发展及使用研讨会"。研讨会面向全国各有关研究、设计、使用的科研人员以及高等院校相关专业师生征集水下无人潜器(水下智能机器人、水下无人航行器)学术研究论文和设计、使用总结报告。     

征文启事

<正>为推动水下无人潜器研究领域科技进步,交流研讨水下无人潜器研究成果,促进水下无人潜器在我国的进一步发展,《舰船科学技术》编辑部拟于2014年第四季度召开"水下无人潜器发展及使用研讨会"。研讨会面向全国各有关研究、设计、使用的科研人员以及高等院校相关专业师生征集水下无人潜器(水下智能机器人、水下无人航行器)学术研究论文和设计、使     

潜艇悬停运动模糊控制

潜艇水下悬停是指潜艇在水下无航速时深度保持和变动,它是一个复杂的非线性过程。传统的控制方法缺乏自适应能力,影响了控制效果。模糊控制能够很好地解决上述问题。本文从模糊控制原理出发,确定悬停控制的模糊控制器结构,根据典型的阶跃响应指定了潜艇悬停的模糊规则,采用Simulink完成自抗扰微分器的程序设计。通过对2种典型工况进行仿真,表明模糊控制器能在潜艇定深悬停中起到很好的控制效果,并具有超调量小、调整时间短及鲁棒性好的优点。     

悬停系统运行品质对潜艇悬停操纵的影响

为满足潜艇水下悬停的战术需求,潜艇悬停系统必须控制潜艇按规定的稳定精度悬停在指令深度上,因此悬停系统运行品质对潜艇能否顺利完成战术任务较为重要。以模型潜艇为研究对象,在潜艇悬停运动基本数学模型、海洋环境干扰力模型和悬停水舱注排水控制模型的基础上进行仿真计算,研究悬停系统运行品质的3个关键指标,即流量计误差、悬停水舱注排水速率和最小注排水量对潜艇悬停操纵的影响,分析悬停系统运行品质与悬停稳定性之间的逻辑关系,研究结论可为悬停系统关键指标的设计优化和潜艇操艇系统的性能改进提供有益参考。     

潜艇悬停技术研究

阐述了潜艇悬停的基本定义和特点，介绍了悬停系统对潜艇的重要意义，认为此项技术能有效提高潜艇在未来海战中的作战能力。总结了悬停控制的五项关键技术，重点解决潜艇悬停状态控制系统数学模型的建立和悬停控制策略的合理制定，关注关键设备的研制并进行半实物仿真试验。结合型号产品的具体情况，提出了两套实现潜艇悬停的系统控制方案。整个悬停控制可以采取泵排泵注和泵排自注两种控制方式，并比较了两者之间的优、缺点。最后讨论了影响潜艇悬停的相关因素，指出了悬停控制过程中应注意的细节。     

潜艇指挥决策控制模型及仿真研究

在分析模糊神经网络(FNN)结构的基础上,根据潜艇指挥决策控制的特点,提出了利用模糊神经网络建立潜艇指挥决策控制模型.潜艇指挥决策控制过程是一个典型的模糊过程,模糊神经网络能够较好地处理模糊信息,并具备模糊推理能力.文中给出了适应潜艇指挥决策控制特点的模糊神经网络结构,推导了模糊神经网络学习算法,并探讨了基于模糊神经网络的潜艇指挥决策控制模型在潜艇指挥控制系统中的应用.     

水下平台进水下潜过程的稳定性控制

介绍了某型水下平台的压载水系统组成,分析了其进水下潜过程的工作特点,结合静力学原理对平台进行分析和建模。针对进水控制系统为MIMO型且存在多变量耦合,采用模糊解耦的方法进行解耦分析,提出了一种基于模糊控制算法的平台进水下潜过程稳定性控制方法。经Matlab仿真表明,这种控制方法能够满足平台自动进水下潜过程的稳定性以及快速性要求。最后,通过实际系统水下试验进一步验证其可靠性。     

潜艇操纵性的多级模糊综合评判

运用多级模糊综合评判的方法对潜艇的操纵性进行评价。根据潜艇操纵性的原理确定评价因素集，运用模糊层次分析法确定了各因素集的权重集，采用岭形分布隶属函数确定单因素评判矩阵，进行多级模糊评判确定最终评价结果。应用多级模糊综合评判的方法评价潜艇的操纵性，既简单科学，又易于在计算机上编程实现，具有很高的工程实用价值。     

模糊多目标群决策方法在潜艇AIP综合评估中的应用

本文就潜艇AIP从目标到方案进行了层次分析，对模糊多目标群决策方法的基本过程作了扼要描述，列出了主要数学模型。对潜艇AIP系统的几种可行方案进行了模糊群决策综合评估，给出了综合评估结果，据此对方案进行了排序。     

从潜艇潜望镜到潜艇成像系统的新概念

提出了潜艇成像的全新概念。现代潜艇的获取外部图像信息的方式不再局限于潜艇潜望镜和光电桅杆，而是通过空中、水上和水下三维方式的多种成像传感器实时地向潜艇指挥员提供艇外图像信息。通过这种潜艇成像系统提供的全方位信息，这就大大提高了潜艇的作战能力同时也增强了潜艇的隐蔽性。潜艇成像系统是由8种成像子系统组成的。分别对8种成像子系统的技术现状做了简要的分析。     

基于遗传算法的船艇冷库模糊控制仿真研究

船艇冷库温度的精确数学模型难以建立,针对传统PID控制精度不高和常规模糊控制获取控制规则和隶属度函数方法的不足,提出利用遗传算法对船艇冷库模糊控制系统的控制规则和隶属度函数进行优化,通过仿真表明,该算法能够使模糊控制系统的控制品质得到较大的改善和提高。     

模糊-PID控制在绞吸船水下泥泵自动调速中的应用

绞吸挖泥船装驳施工中，操作人员频繁调节水下泥泵电机转速以稳定管路内泥浆流速。针对这一问题，采用模糊-PID技术设计水下泥泵电机自动调速控制系统。该控制方法以流速作为自变量，以泥泵转速作为因变量，并将吸入真空、泥泵机功率及泥浆浓度作为安保条件，可以保证在装驳施工过程中泥浆流速持续维持在设定区间内。实际应用表明，模糊-PID控制在水下泥泵调速过程中具有反应快速、控制精准、鲁棒性好等特点，具有较好的推广价值。