[發明專利]超空泡航行體動力學特性分析的分段線性方法

有效

• 申請號: 201310538856.X
• 申請日: 2013-11-04
• 公開（公告）號: CN103558009A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 熊天紅;陳耀慧
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 北京匯思誠業知識產權代理有限公司 11444
• 代理人: 王剛

技術領域

本發明涉及一種超空泡航行體動力學特性分析的分段線性方法，具體而言，尤其涉及一種水下超空泡航行體的動力學特性分析的分段線性方法。

背景技術

當前，水下航行體技術在世界范圍內得到了廣泛關注。其中，備受矚目的是水下超空泡航行體技術。

具體而言，所謂“超空泡航行體”是指，當航行體在水下高速航行時,由于伯努利效應，使得航行體周圍的液體汽化，從而產生覆蓋航行體大部分表面的超空泡，通過超空泡使航行體與水產生隔離，因此能夠降低航行體在水中的阻力，大大提高了航行體的運動速度與航行距離。

超空泡航行體在水下高速航行時，航行體的尾部與空泡壁接觸時會產生復雜的非線性滑行力，非線性滑行力的出現不僅會增加航行體的摩擦阻力，還會給航行體造成振動與沖擊，進而產生混沌這一復雜的非線性現象。因此，需要對該現象進行分析，并且能夠分析結果對其進行優化處理，從而獲得較為理想的航行結果。

事實上，對于一個非線性動力學系統而言，當系統參數在一定范圍內變化時，便會出現混沌和分岔等物理現象?；煦绾头植碜鳛橐环N復雜的非線性物理現象,過去的幾十年里在科學、數學以及工程應用等各個領域得到了研究者極大的關注，關于具體物理系統的動力學建模、非線性物理現象揭示、穩定性和分岔分析等多個方面取得了大量的研究成果。

目前，國內外有關超空泡航行體的非線性動力學研究，主要是針對超空泡航行體開環參數引起的非線性現象和航行體反饋控制的研究。然而，對于超空泡航行體閉環控制的動力學特性研究而言，在業內仍屬空白。

由于超空泡航行體的閉環控制特性是進行超空泡航行體反饋控制器設計的重要依據，因此需要對其動力學特性進行正確分析。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種超空泡航行體復雜非線性滑行力函數的分段線性方法，本發明的目的還在于簡化超空泡航行體動力學模型，更加方便的分析超空泡航行體的動力學特性。

為了達到上述目的，本發明的超空泡航行體動力學特性分析的分段線性方法是這樣的：

一種超空泡航行體動力學特性分析的分段線性方法，其包括以下步驟：

步驟1：建立超空泡航行體動力學模型；

假設在航行過程中各種作用力保持平衡，航行體總速度V保持不變，超空泡航行體的動力學模型如下：