超空泡航行體自抗擾控制器的分析與設(shè)計.pdf

1、超空泡航行體就是當(dāng)航行體在水中高速航行時，由于液體的氣化，發(fā)生空化現(xiàn)象，此時與設(shè)計合理的空化器相配合，就能在航行體表面產(chǎn)生一個幾乎把整個航行體都包裹起來的大氣泡。航行體因為有了空泡的覆蓋，在航行過程中所受摩擦力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于航行體直接與周圍流體接觸所產(chǎn)生的摩擦力。航行體的航行速度因此得到大幅度提高，發(fā)生質(zhì)的飛躍，打破了長久以來常規(guī)水中航行體由于找不到有效提速方法而受到的局限。但是超空泡航行體也由于特殊的航行環(huán)境使其在運(yùn)動中的受力非常復(fù)雜，要對

2、它進(jìn)行有效的控制非常困難。
　　首先，為了得到超空泡航行體的動力學(xué)模型，選取了相關(guān)坐標(biāo)系并得到坐標(biāo)系間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系，確定了超空泡航行體的穩(wěn)定運(yùn)行方案，對該方案下的超空泡航行體所受的力及力矩進(jìn)行分析，并利用坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換進(jìn)行超空泡航行體的動力學(xué)特性分析，根據(jù)相關(guān)定理得出超空泡航行體的非線性動力學(xué)模型，并通過合理的假設(shè)和簡化得到超空泡航行體的縱向運(yùn)動模型。
　　由于超空泡航行體所受外部擾動大，其模型具有非線性、多耦合等特點，選用

3、自抗擾控制器對其進(jìn)行控制。闡述了自抗擾控制的基本思想及原理，分析了自抗擾控制器每個構(gòu)成部分的結(jié)構(gòu)及它們的作用性能。對自抗擾控制器中的待調(diào)參數(shù)及其對控制器的影響進(jìn)行了分析。
　　自抗擾控制器具有參數(shù)個數(shù)多，參數(shù)調(diào)節(jié)困難的缺點，因此選用自適應(yīng)遺傳算法對它進(jìn)行優(yōu)化。對常規(guī)遺傳算法的基本思想、構(gòu)成要素、實現(xiàn)流程及其優(yōu)缺點進(jìn)行了介紹說明，繼而闡述了由常規(guī)遺傳算法改進(jìn)而來的自適應(yīng)遺傳算法，并分析了算法中存在的不足，針對其缺點本文對自適應(yīng)遺傳算