非全包裹超空泡航行体建模与姿轨控制

摘要：

针对非全包裹超空泡航行体动力学特性及相关姿轨控制方法尚不清楚等问题,开展了对非全包裹超空泡航行体姿轨控制研究.首先对航行体进行受力及空泡外形分析,并结合空泡轮廓及动量定理对航行体动力学建模;其次,设计了以空化器及尾部直接侧向力作为控制输入的超空泡航行体反演变结构控制器,并对系统未知参数设计了参数自适应律,对于系统模型中存在的未知干扰项设计了扩展状态观测器(extended state observer,ESO)对其进行估计和补偿;最后,将控制输入中的直接侧向力分为可调与不可调两种情况分别进行分析研究,利用脉宽脉频调制方式(pulse-width pulse-frequency,PWPF)解决直接侧向力不可调的情况下的控制输入调制问题.仿真结果验证了模型的准确性以及控制器对超空泡航行体稳定航行及跟踪控制的有效性.

关键词：非全包裹、超空泡航行体、扩展状态观测器、姿轨控制、自适应、反演变结构控制、脉宽脉频调制

所属期刊栏目：34

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金项目51379176, 61473233, 51109179资助. Supported by National Natural Science Foundation of China 51379176, 61473233, 51109179

在线出版日期：2017-11-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：885-894