超空泡航行體自抗擾控制器的分析與設計.pdf

1、超空泡航行體就是當航行體在水中高速航行時，由于液體的氣化，發生空化現象，此時與設計合理的空化器相配合，就能在航行體表面產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遠小于航行體直接與周圍流體接觸所產生的摩擦力。航行體的航行速度因此得到大幅度提高，發生質的飛躍，打破了長久以來常規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境使其在運動中的受力非常復雜，要對

2、它進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模型，選取了相關坐標系并得到坐標系間的相互轉換關系，確定了超空泡航行體的穩定運行方案，對該方案下的超空泡航行體所受的力及力矩進行分析，并利用坐標系的轉換進行超空泡航行體的動力學特性分析，根據相關定理得出超空泡航行體的非線性動力學模型，并通過合理的假設和簡化得到超空泡航行體的縱向運動模型。
　　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成部分的結構及它們的作用性能。對自抗擾控制器中的待調參數及其對控制器的影響進行了分析。
　　自抗擾控制器具有參數個數多，參數調節困難的缺點，因此選用自適應遺傳算法對它進行優化。對常規遺傳算法的基本思想、構成要素、實現流程及其優缺點進行了介紹說明，繼而闡述了由常規遺傳算法改進而來的自適應遺傳算法，并分析了算法中存在的不足，針對其缺點本文對自適應遺傳算