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微分几何方法在潜器操纵运动中的研究
| 论文题名： | 微分几何方法在潜器操纵运动中的研究 |
| 关键词： | 潜器;垂直面运动;微分几何;操纵运动;非线性系统;微分几何控制理论;解耦控制律 |
| 摘要： | 非线性系统微分几何控制理论是二十世纪70年代初发展起来的针对非线性系统的控制方法。随着非线性系统微分几何控制理论的不断发展，其应用已经日益广泛深入到各科学研究领域。不同于其他控制方法，微分几何控制理论是本质上对非线性系统进行处理的方法。潜器的操纵运动是相当有代表性的非线性控制系统问题，因而微分几何控制理论对于潜器控制而言是值得进行研究的。 本文首先综述潜器操纵控制领域的发展过程，介绍了非线性系统微分几何解耦理论的发展状况，阐述了微分几何解耦控制理论的基本理论，包括微分几何控制理论中的基本概念、定理以及一些重要的命题和结论。然后介绍了潜器操控中常用的基本术语，在此基础上详细推导了潜器垂直面运动的数学模型，并针对特定结构参数和水动力系数对模型作出了合理简化，将其转化为状态空间模型，得到了适合微分几何解耦控制算法的模型。最后，以潜器垂直面运动的状态空间模型为研究对象，将非线性系统状态反馈解耦方法运用到潜器垂直面运动中，利用微分几何控制理论，求得了潜器垂直面运动的非线性状态反馈解耦控制律。为了验证理论推导的正确性，对潜器在解耦控制律作用下的垂直面运动进行了仿真。仿真结果表明，本文所设计的潜器垂直面运动非线性解耦控制律正确合理。 课题的下一步工作可以针对潜器垂直面的一般运动和水平面的运动展开研究，进一步可以针对潜器空间运动模型展开研究，设计相应的解耦控制律。 |
| 作者： | 苏柏泉 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 周卫东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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