可视化水下航行体控制系统数学仿真软件设计

发布时间：2021-07-30 05:21

　　提供一种水下航行体控制系统数学仿真软件的设计方案,在该仿真软件平台上可以完成水下航行体控制系统数学仿真研究、水下航行体水动力参数辨识实验和实航内测数据及仿真实验结果三维可视化显示。详细设计了该软件包含的4大模块:水下航行体数学模型及仿真模型模块、控制算法模块、流体动力参数辨识模块和图形界面人机交互模块,并对仿真模型的配置做了简单介绍。 

【文章来源】：数字海洋与水下攻防. 2020,3(04)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

仿真软件结构树图

用式（1）和式（2）表示水下航行体数学模型包含至少37个流体动力参数和20个总体参数，该数学模型是一个广义非线性系统[5]。因为模型的复杂性和非线性，目前很少直接用式（1）和式（2）表示六自由度水下航行体数学模型进行控制器的设计与分析。但是随着航行体机动性增强，对其广义非线性六自由度数学模型进行研究很有必要。文献[6]对水下航行体进行了不同于文献[4]的建模方法，但是直接用于控制器的分析与设计还是很有难度的。本文采用Simulink中的S函数对水下航行体数学模型进行封装，Simulink中自定义模块的创建与封装参见文献[7]。模块的输出为水下航行体空间运动的全部17个运动参数。封装模块如图3所示，该模块封装了水下航行体动力学方程式（1）和运动学方程式（2）。

演示层、分析层和搭建层相互独立。由第1节中的4大模块完成3个层次的仿真软件开发。“三层结构”与“四大模块”的关系图如图2所示。2.1 水下航行体数学模型及仿真模型模块设计

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自抗扰方法的UUV近水面垂直面运动控制[J]. 施小成,陈江,严浙平.  鱼雷技术. 2011(03)
[2]多矢量推进水下航行器6自由度非线性建模与分析[J]. 高富东,潘存云,杨政,冯庆涛.  机械工程学报. 2011(05)
[3]SIMULINK中自抗扰控制技术自定义模块库的创建[J]. 王兵树,姜萍,林永君,郝靖宇.  系统仿真学报. 2010(03)
[4]水下机器人浪涌中横摇角的模糊滑模控制[J]. 刘和平,龚振邦,李敏,夏红霞.  武汉理工大学学报. 2009(14)
[5]鱼雷姿态系统的输出反馈变结构控制研究[J]. 陈晔,王德石,董友亮.  兵工学报. 2009(02)
[6]SIMULINK中自定义模块的创建与封装[J]. 胡琳静,孙政顺.  系统仿真学报. 2004(03)
[7]ROV模糊控制导航方法[J]. 赵晓光,戴炬,赵经纶.  信息与控制. 2002(01)
[8]鱼雷非线性H∞控制研究[J]. 刘正平,徐德民,王晓娟.  舰船科学技术. 2001(05)
[9]一类非线性系统的时标分解和反馈线性化[J]. 吴旭光,范江鹏.  控制理论与应用. 1994(05)



本文编号：3310778