原文传递
基于水洞实验的通气超空泡航行体的控制研究
| 论文题名： | 基于水洞实验的通气超空泡航行体的控制研究 |
| 关键词： | 水下航行体;通气超空泡;控制策略;减阻特性 |
| 摘要： | 水下航行体运动时，随着航行速度的增加，其表面受到的水的黏性阻力迅速增加，最终会成为限制航行体速度提高的最主要因素。近年来，超空泡减阻技术的迅速发展证明可以很好地解决这一难题。超空泡主要有自然超空泡和通气超空泡两种，两类空泡的特征基本相同。而当航行体与水流的相对速度不高时，不能形成完整的自然空泡。因而此次水洞实验中主要针对通气超空泡的特性进行控制研究，并设计LPV反演控制算法进行仿真验证。主要研究内容如下: 首先，利用现有的理论知识建立数学模型，但无论是空化器上的水动力还是航行体尾部与空泡间的相互作用力，其所受的力和力矩系数都是非定常的，这使得超空泡航行体的动力学建模比较困难，国内外相关技术也不完全成熟，所以我们预先建立一个较为理想情况下的控制模型。 其次，构建重力式水洞实验平台，完成相关实验设备的制造、设备的安装和设备的编程或调试等工作。其中实验设备的制造包括水洞盖板、航行体模型及电机固定装置的制造;设备的安装包括伺服电机、驱动器及控制器电路的焊接安装，加压通气设备的安装，流量及压力检测设备的安装;设备的编程调试包括与驱动器和控制器相关的上位机软件的编程调试，流量及压力检测设备的调试，记录空化过程的高速摄像机的调试等。 然后，针对上述水洞实验所得的相关实验数据进行分析，根据分析所得结论对最初建立的理论模型进行改进，在改进后的模型基础上，把系统转化成子系统级联的形式，通过对滑行力的建模，将原来的非线性系统转化为系统矩阵仿射依赖于可测时变参数的LPV系统。结合LPV系统自身的特点设计反演控制算法，并且其控制器均以线性矩阵不等式即LMI的形式给出，可方便地解算各参数。 最后，在Matlab环境进行仿真验证，结合仿真结果和实验完成情况进一步讨论完善所得结论。 |
| 作者： | 吴振 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 白涛;王孟军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
