潜艇的全工况操纵多模型切换控制策略研究与实现文献综述

 2024-06-03 10:06
摘要

潜艇作为一种重要的海军装备,其操纵控制技术一直是国内外研究的热点。

潜艇的操纵运动具有强非线性、强耦合、时变性和不确定性等特点,尤其是在全工况(包含低速、高速、大攻角等)条件下,传统的单一模型控制方法难以满足高精度、强鲁棒性的控制要求。

多模型切换控制策略通过建立多个局部模型来逼近潜艇在不同工况下的非线性特性,并设计相应的切换机制,实现了对潜艇全工况下的自适应控制,近年来已成为潜艇操纵控制领域的研究热点。

本文综述了潜艇全工况操纵多模型切换控制策略的研究现状,包括潜艇操纵运动模型、多模型建模方法、模型切换策略、控制器设计以及仿真和实验研究等方面,并展望了未来的研究方向。


关键词:潜艇;全工况操纵;多模型切换控制;模型切换策略;控制器设计

1相关概念

#1.1全工况操纵
潜艇的全工况操纵是指潜艇在各种航速、航向、深度和姿态下都能保持良好的操纵性能,包括低速、高速、大攻角、小半径回转等极限工况。

全工况操纵能力是衡量潜艇操纵性能的重要指标,对提高潜艇的作战能力和生存能力具有重要意义。


#1.2多模型切换控制
多模型切换控制是一种先进的控制方法,它针对复杂非线性系统在不同工况下呈现出的不同动态特性,建立多个局部模型来逼近系统的非线性行为。

每个局部模型只在特定的工作点或区域内有效,通过设计切换策略,根据系统当前的状态或性能指标选择合适的模型进行控制,从而实现对复杂系统的有效控制。


#1.3多模型切换控制在潜艇操纵中的优势
相比于传统的单一模型控制方法,多模型切换控制在潜艇操纵控制中具有以下优势:
更高的控制精度:可以针对不同工况建立更精确的局部模型,提高控制精度。

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