大排量水下滑翔机建模与扰动抑制方法

大排量水下滑翔机建模与扰动抑制方法

论文摘要

目前已有的动力学模型无法准确描述大排量滑翔机的动力学特征,而常规控制器针对滑翔机大时滞强耦合系统控制效果并不理想。针对上述问题,综合考虑浮力驱动机构中内外油囊的质量和质心位置矢量变化,建立了大排量滑翔机的双质点变质量变位置矢量模型。在建模的基础上,通过考虑扰动和实际工作特性,对滑翔机俯仰角和速度回路进行了比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制器和抗扰控制算法设计对比实验。结果表明,自抗扰控制器控制精度更高、响应速度更快、超调更小,滑翔机灵活性更高、续航更长。而且,由于自抗扰控制器的抑制内外扰动能力更强,更适合复杂海洋环境下的运动控制。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 结构组成和工作原理
  •   1.1 AUG工作原理
  •   1.2 AUG结构组成
  • 2 滑翔机动力学建模
  •   2.1 大排量浮力驱动机构分析
  •   2.2 滑翔机动力学建模
  • 3 滑翔机自抗扰控制算法设计
  •   3.1 自抗扰控制器设计
  •   3.2 控制器参数整定
  • 4 仿真实验和结果
  •   4.1 浮力驱动机构模型仿真对比实验
  •   4.2 滑翔机俯仰角回路抗扰控制仿真实验
  •   4.3 滑翔机速度回路抗扰控制仿真实验
  •   4.4 滑翔机三维运动仿真和能耗续航实验
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 郭亭亭,宋大雷,李娟,臧文川

    关键词: 水下滑翔机,动力学建模,大排量浮力驱动,扰动抑制,自抗扰控制

    来源: 系统工程与电子技术 2019年12期

    年度: 2019

    分类: 信息科技,工程科技Ⅱ辑

    专业: 船舶工业,自动化技术

    单位: 中国海洋大学工程学院,青岛海洋科学与技术试点国家实验室,青岛农业大学机电工程学院

    基金: 国家重点研发计划(2016YFC0301102),中央高校基本科研业务费专项资金(201962010),国家自然科学基金(41674037,61374126),鳌山科技创新计划项目(2017ASKJ01-01)资助课题

    分类号: TP273;U674.941

    页码: 2855-2863

    总页数: 9

    文件大小: 426K

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