基于SIMULINK的舰船六自由度运动仿真

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ｏｃｏｎｔｒａｓｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓａｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｉｔｉｓｉｎｉｃｄａｔｅｄｔｈａｔｈｅｔｈｉｇｈａｘｉａｌｒｏｔａｉｔｎｇｒａｔｅｉｓｈｅｌｐｆｕｌｆｏｒｓａｂｔｉｌｉｔｙｏｆｎｏｒｍａｌａｎｄｌａｔｅｒｌａｉｒｄｅｃｔｉｏｎｓｂｙｈｅｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓ．
摘要：刚体六自由度运动仿真是飞机、火箭、导弹及舰船等载体运动仿真的基础，能较好的反映出刚体的运动本质。针对刚体六自由度运动，介绍了三大常用坐标系定义，在此基础上建立了舰船六自由度运动方程，利用ＭＡＴＬＡＢ／ＳＩＭＵＬＩＮＫ的ＡｅｒｏｓｐａｃｅＴ具箱建立了一般刚体的六自由度仿真模型并进行了两组对比仿真实验，实验结果表明轴向高速旋转有助于保持舰船法向和横向的稳定性。关键词：刚体；六自由度；ＭＡＴＬＡＢ；ＳＩＭＵＬＩＮＫ中图分类号：ＴＰ３９１．９文献标识码：Ａ
（１．９１３８８ＴｒｏｏｐｓｏｆＰＬＡＺｈａｎｊｉａｎｇ５２４０２２；
２．ＮａｖａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＷｕｈａｎ４３００３３Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｉｉｄｇｂｏｄｙｓｉｘ — ｄｅｇｒｅｅｓ — ｏｆ－ｆｒｅｅｄｏｍｓｉｍｕｌａｉｔｏｎｉｓｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｉｔｏｎｆｏｒｍｉｓｓｉｌｅ、
性坐标系，这对一般机动速度不是很高的载体是适用的，
但对于例如飞行马赫数超过５的飞行器等载体将不适用。本文采用的仿真模型是在地心惯性坐标系基础上建立的，适导弹等载体的运动本质。通常刚体运动模型是基于地面坐用范围更加广泛。
ＳＩＭＵＬＩＮＫ是ＭＡＴＬＡＢ的扩展软件包，其与用户交
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｅｉｒｇｉｄｂｏｄｙ；ｓｘｉｄｅｒｅｇｅｄｏｆ￣ｅｅｄｏｍ；ＭＡＴＬＡＢ；ＳＩＭＵＬＩＮＫ
标系建立的，即不考虑大地的曲率和旋转，将大模型能够较为全面地反映飞机、火箭、
ａｉｒｐｌａｎｅ、ｍｉｓｓｉｌｅａｎｄＳＯｏｎ．Ｔｈｅｔｈｒｅｅｎｏｒｍａｌｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｔｈｅｅｑｕａｔｉｏｎｓｆｏｒｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｉｇｉｄ
２ｏｌ３年ｏ７月。第１３期
电子测试
ＥＬＥｃＴＲ０ＮｌｃＴＥｓＴ
Ｊｕ１．２ｏ１３
Ｎｏ．１３
基于ＳＩＭＵＬＩＮＫ的舰船六自由度运动仿真
邱政，童余德
（１．９１３８８部队，广东湛江５２４０２２；２．海军工程大学，湖北武汉４３００３３）
ＴｈｅｗａｒｓｈｉｐＳｉｘ－ｄｅｇｒｅｅｓ－ｏｆ－ｆｒｅｅｄｏｍＭｏｖｅｍｅｎｔＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＳＩＭ［１［Ｊ］【ＩＮＫ
ＱｉｕＺｈｅｎｇ，ＴｏｎｇＹｕｄｅ
ｍｏｖｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｉｔｏｎｏｒｆｉｒｉｄｇｂｏｄｙｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂａｓｅｄｏｎａｅｒｏｓｐａｃｅｂｌｏｃｋ — ｓｅｔｏｆＭａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｄ
基金项目：国家青年科学基金项目（４０９０４０１８）；国家杰出青年互接口是基于Ｗｉｎｄｏｗｓ的模块化图形输入，用户通过在基金项目（４０１２５０１３）。
ｂ０ｄｙｓｉｘ — ｄｅｇｒｅｅｓ — ｏｆ－￣ｅｅｄｏｍｉｎｔｈｉｓｔｈｒｅｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄＴｈｅｍｏｄｅｌｏｆｓｉｘ — ｄｅｒｅｇｅｓ — ｏｆ－￣ｅｅｄｏｍ