水雷运动控制的H_∞鲁棒方法

针对海流干扰不确定性,利用H∞鲁棒控制理论的线性矩阵不等式(LMI)方法为水雷运动系统设计控制律。并用仿真验证了控制律的有效性。在LMI的求解上采用了不等式工具箱。所得的状态显示H∞控制器达到了设计目标。

大机动下鱼雷滚动控制规律设计

鱼雷在大机动时滚动通道会出现严重的动力学耦合,为了减小耦合对滚动的影响,设计了大机动情况下滚动通道模型参考自适应变结构控制规律,利用变结构控制抗干扰能力强的特点将耦合作为干扰处理,同时采用模型参考自适应控制使得系统获得良好的动态特性。仿真结果表明,该控制规律可以有效解决大机动时滚动通道的耦合问题,从而避免古典控制方法导致的控制精度下降的缺陷。

三轴转台工作频带对鱼雷控制系统动态性能的影响

建立了复杂的三轴转台数学模型,明确了三轴转台控制参数与转台频带之间的关系。以MK46鱼雷自振荡系统为例,利用MATLAB/S imu link工具,将所建立的三轴转台数学模型闭入鱼雷滚动通道闭合回路中进行数学仿真,研究三轴转台工作频带对鱼雷控制系统动态性能的影响。仿真结果表明,当三轴转台工作频带小于振荡信号的频率时,振荡周期变宽,幅值增大,甚至影响半实物仿真系统的稳定性,同时工作频带为8Hz的三轴转台对控制系统时间常数大于0.6 s的慢变信号没有影响,并经过试验验证。该研究结果对鱼雷控制半实物仿真结果分析、实航数据对比以及研制或购置新一代三轴转台动态技术指标的确立提供了技术依据。

基于数据驱动控制的鱼雷侧向运动控制研究

鱼雷作为水下作战的重要武器,其控制技术一直是国内外水下武器领域研究的热点问题。采用了基于数据驱动控制的控制方法,研究了鱼雷的侧向运动控制。当雷体的流体动力学参数未知时,仅利用雷体的输入输出数据,设计直舵角的控制律。这种方法在工程上计算量少,易于实现,因此实用性较强。在设计基于数据驱动控制的鱼雷垂直舵角控制律的过程中,通过雷体的输入输出数据,估计鱼雷的未知动态模型以及离散后的误差模型,设计参数更新律来估计未知参数。再结合滑模控制技术,得到了最终的控制算法。通过李雅普诺夫方法,证明了所设计控制律的稳定性。最后的仿真实验也说明了所提算法的有效性。