基于PID的潜器悬停控制仿真研究

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ｎｎｉｅｒｐｏｅｓｗｈｃｈｎｇｓｗｉｔｓａｅｆｓｂｍａｉｅａｄｔｅｄｉｅｅｃｆｎｖｇｔｏａｏｄｔｏｏｌｎａｒｃｓｉｈｃａｅｔｈｅｔｔｏｕｈｒｎｎｈｆｒｎｅｏａｉａｉｎｌｃｎｉｉｎ．ｆＴｒｄｔｎｌｃｎｒｌｍｅｈｄｆｅｔｔｅｅｆｃｅａｓｆｌｃｉｇｏｄｐｔｅｃｐｂｉｔ．Ａｎａｙｉｓｍａｅｏａｉｏａｏｔｏｔｏｓａｆｃｈｆｅｔｂｃｕｅｏａｋｎｆａａｉａａｌｙｉｖｉｌｓｓｉｄｎ
第３２卷第５期
２１００年５月
舰
船
科
学
技
术
Ｖｏ．２，Ｎｏ５１３．Ｍａｙ，２００１
ＳＨＩＣＩＰＳＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ
基于ＰＤ的潜器悬停控制仿真研究Ｉ
熊瑛，许建，何树阳
（国舰船研究设计中心，北武汉４０６）中湖３０４
摘要：潜器水下悬停是指潜器在水下无航速时深度的保持和变动。这是一个非线性过程，随潜器状态及航
行环境的不同而有很大变化。传统的控制方法缺乏自适应能力从而影响了控制效果。通过对潜器水下悬停运动的
全为０同时所有纵倾力矩的合力矩不完全为０，。另外，界的干扰也是造成潜器悬停深度不２个方面。。： …
底相对静止的一种运动状态，而通常所说的悬停是指
关键词：潜器；悬停；真仿中图分类号：Ｕ７．６Ｕ６．３６４７；６１３文献标识码：Ａ
文章编号：１７６２—７４（００００００ＤＯＩ１．４４ｊｉｎ１７６９２１）５— １７— ４：０３０／．ｓ．６２—７４．０００．２ｓ６９２１．５０７
一
般意义的悬停，指潜器螺旋桨的停转，持与海是保
ＳｍｕｌｔｏｆｓｂｍａｉｅｈｖｒｎａｅｎＰＩｃｎｒｌｉａｉｎｏｕｒｎｏｅｉｇｂｓｄｏＤｏｔｏ
ＸＩＯＮＧｎＹｉｇ，ＸＵＪａｉｎ，ＨＥＳｕ— ａｈｙｎｇ
（ｈｎｈｅｅｏｍｅｔｎｅｉｅｔ，ｈｎ４０６ＣｉａＣｉａＳｉＤｖｌｐｐｎｄＤｓｎＣｎｅＷｕａ３０４，ｈｎ）ａｇｒ
０引言
悬停也称悬浮，潜器水下重要停泊方式之一，是是指潜器水下航行状态停车后，准确均衡，用专经利用压载水舱的注、水，排实现潜器无航速下深度控制
的操艇方式。严格意义下的潜器悬停是潜器对于海
１１水下悬停运动特性．
水下航行的潜器需悬停时，般先降速到经济航一
行工况，车后经仔细均衡实现潜器悬停。但潜器的停受力状态不可能完全达到平衡，致潜器悬停深度存导
在不稳定现象，这是因为潜器所有垂向力的合力不完
ｍｏｉｎｃｒｃｅｓｒａｉｉｇｃｎｉｉｎａｓｕｂｎａｔｒｏｕｔｏｈａａｔｒ，ｅｌｚｎｏｄｔｓｎｄｄｉｔｒｉｇｆｃｏｓｆｒｓｂｍａｉｅＡｎｈｓｂｒｎｈｖｒｎｏｒｎ．ｄｔｅｕｍａｉｅｏｅｉｇｍａｈｍａｉｏｅｓｅｔｂｉｈｅａｌａｈｅｄｓｕｂｎｏｃｘｒｓｉｎＰＩｃｎｒｌｉｓｄｔｉｔｅｔｃｍｄｌｉｓａｌｓｄ，ｓｗｅｌｓｔｉｔｒｉｇｆｒｅｅｐｅｓｏ．Ｄｏｔｏｓｕｅｏｓｍｕｌｔａｅ
基本特征、现条件及造成悬停深度不稳定等因素进行分析，立潜器悬停运动数学模型及干扰力计算模型。并运实建用ＰＤ控制技术对潜器水下悬停运动的控制进行仿真研究，潜器实现悬停提供技术支持和保障。Ｉ为
ｓｂａｉｅｈｖｒｎｗｈｉｈｐｏｉｅｈｅｔｃｎｌｇｕｐｒ．ｕｍｒｎｏｅｉｇ，ｃｒｖｄｓｔｅｈｏｏｙｓｐｏｔＫｅｏｄｓｓｂｒｎｙｗｒ：ｕｍａｉｅ；ｈｖｒｎｏｅｉｇ；ｓｍｕａｉｎｉｌｔｏ
Ａｂｓｒｃ：Ｔｈｄｒｔｒｈｖｒｎｆｓｂｒｎｉｔｅｎｌｅｅｔｔｚｒｐｅｔａｔｅｕｎｅｗａｅｏｅｉｇｏｕｍａｉｅｓｏｋｅｐａｄａｔｒｄｐｈａｅｏｓｅｄ．Ｉｓａｔｉ