超空泡航行体H_∞状态反馈设计

针对超空泡航形体的控制设计问题,提出采用H_∞控制.超空泡航行体是尾部拍打着空泡内壁滑行前进的,所以要在持续的滑行力作用下保持各个状态变量在指定范围内变化,文中分析了这种H_∞性能要求.当超空泡航形体受到扰动后会反复碰撞上下空泡壁而最终失稳,文中还分析了超空泡航行体这种特殊的稳定性要求.这些控制要求构成了H_∞设计中加权系数的选择问题.文中从Riccati方程的病态问题,低频特性的要求,和姿态稳定性等多方面综合考虑,给出了解决方案.仿真结果表明满足了多方面的要求.文中所提出的设计思路也可供其他的H_∞问题参考.

超空泡航行体时滞特性分析

水下航行体在空泡的包裹下运行,能够减小阻力从而提高速度。在运行过程中航行体的尾部会与空泡壁碰撞产生滑行力。由于空泡具有时滞效应,影响航行体尾部滑行力的计算。针对空泡的时滞效应,对比研究了时滞特性对超空泡航行体控制性能的影响。结果表明,时滞在定性上对性能不会引起质的变化,系统设计时可采用没有时滞的滑行力模型以简化计算,设计后再用时滞模型来进行仿真验证。