基于Kane方法的波浪驱动水下航行器动力学模型建立

发布时间：2018-01-29 07:53

  本文关键词： 兵器科学与技术 Kane方程 波浪驱动水下航行器 多体系统动力学　出处：《兵工学报》2016年07期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：基于多体系统动力学理论,定义并选取适当的坐标系和广义坐标,对波浪驱动水下航行器多体系统进行运动学分析,得到各部分的速度和加速度;基于Kane方法进行动力学分析,计算各部分的偏速度和偏角速度,进而求得系统的广义主动力和广义惯性力。将系统的广义惯性力和广义主动力代入Kane方程中,得到波浪驱动水下航行器多体系统动力学模型。在受力分析中,不仅考虑了惯性力、惯性力矩、重力和浮力以及流体动力,还重点分析了波浪力和多体系统的附加质量力。对波浪驱动水下航行器进行了运动仿真,仿真结果显示航行器航行稳定,所建立的模型是有效的。
[Abstract]:Based on the theory of multi-body system dynamics, the kinematics of wave-driven underwater vehicle multi-body system is analyzed by defining and selecting appropriate coordinate system and generalized coordinate system, and the velocity and acceleration of each part are obtained. Based on the Kane method, the partial velocity and angular velocity are calculated. Then the generalized principal force and generalized inertial force of the system are obtained, and the generalized inertial force and generalized principal force of the system are substituted into the Kane equation. The dynamic model of wave driven underwater vehicle multi-body system is obtained. In the analysis of force, not only inertia force, inertia moment, gravity and buoyancy, but also fluid force are considered. The wave force and the additional mass force of the multi-body system are also analyzed. The simulation results show that the underwater vehicle driven by wave is stable and the model is effective.
【作者单位】： 西北工业大学航海学院;昆明船舶设备集团有限公司;
【基金】：国家自然科学基金项目(11302176) 高等学校博士学科点专项科研基金项目(20126102120021) 中央高校基本科研业务费基础研究项目(3102014JCQ01006)
【分类号】：U661.3
【正文快照】： 0引言如今,海洋能源的利用和开发已成为一种新的趋势,这无疑对海洋的监测开发平台提出了新的要求。Hine等[1]从2005年开始研制波浪动力滑翔机,并很快制造出第一代样机;美国LiquidRobotics公司研制了两种SV系列的波浪动力滑翔机,可进行长时间、大范围的自主航行,并不需要电力驱

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