计及陀螺效应的潜艇动力学仿真实现方法

对于装有旋转装置的水下航行体(如潜艇)而言,旋转体的陀螺效应会影响其运动与操纵性,因此有必要对其进行定量分析.本文基于Matlab研究包含陀螺力的潜艇六自由度数学模型仿真方法,采用龙格库塔法将包含陀螺力的潜艇六自由度数学模型转化为仿真模型,编制了数值仿真程序,并实现了仿真结果的数据可视化,从而为研究在考虑陀螺效应情况下的潜艇运动与操纵特性奠定了基础.     

基于节流方法的被动式吊机升沉补偿系统设计

设计一种基于蓄能器和液压缸的被动式船舶吊机升沉补偿系统,为了提高系统补偿率,对其进行动力学分析和性能指标分析,提出一种基于节流阀的改进方案,即在液压管路中加入节流阀,通过改变节流阀通径和个数,调整系统阻尼比至合适值,从而提高系统补偿率。改进前后的系统仿真对比结果表明:基于节流阀改进方案的被动式升沉补偿系统具有更好的补偿效果。     

四元数在水下航行体运动建模中的应用

针对一类以控制力矩陀螺（CMG）为姿态控制执行机构的水下航行体,考虑到其大角度机动时姿态描述矩阵可能会出现奇异的问题,建立了与其相适应的运动模型.首先,通过引入四元数来建立运动学方程,并给出四元数与欧拉角之间的关系.随后,在建立动力学方程时,将水下航行体视为由水下航行体和CMG组成的多刚体系统,并使用四元数来代替动力学方程中的欧拉角项.最后,使用龙格库塔法对所建立的模型进行仿真.仿真结果表明,所建立的模型能有效避免使用欧拉角方法建立模型时所产生的奇异问题.     

主被动一体式升沉补偿系统及其控制方法

设计一种舰船吊放作业主被动一体式升沉补偿系统。为使其达到性能要求,建立系统模型,分析系统的固有频率、阻尼比对系统稳定性和补偿率的影响,导出固有频率、阻尼比与速度反馈和加速度反馈系数之间的关系。在此基础上提出一种反馈校正控制方案,即在控制系统中加入速度反馈和加速度反馈校正环节,计算出合适的校正系数值,从而使系统能够同时满足稳定性和补偿率的性能指标要求。最后对所设计的补偿系统进行了仿真验证。仿真结果表明,设计的补偿系统和反馈校正控制方案有很好的补偿效果。