一种高俯仰角保持能力的水下滑翔机优化设计方法

文档序号:39130610发布日期:2024-08-22 11:59阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种高俯仰角保持能力的水下滑翔机优化设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的高俯仰角保持能力的水下滑翔机优化设计方法,其特征在于:所述设计参数包括水下滑翔机的总体外形尺寸参数、水下滑翔机结构参数和水下滑翔机控制参数。

3.根据权利要求2所述的高俯仰角保持能力的水下滑翔机优化设计方法,其特征在于:所述水下滑翔机的总体外形尺寸参数取值范围包括艇体直径db∈[272,312],单位为mm;机翼位置ld∈[1600,1990],单位为mm;机翼后掠角θw∈[8,30],单位为°;机翼展长ls∈[1230,1710],单位为mm;机翼翼根长度lro∈[200,300],单位为mm;机翼翼梢长度lt∈[100,200],单位为mm。

4.根据权利要求2所述的高俯仰角保持能力的水下滑翔机优化设计方法,其特征在于:所述水下滑翔机结构参数的取值范围包括:浮力补偿单元总体积vl∈[0.015,0.02],单位为m3;浮力补偿单元关于水下滑翔机浮心的前后体积分配参数vp∈[0.4,0.6],无量纲;浮力补偿单元关于水下滑翔机浮心的前后位置布局参数ll1、ll2∈[0.9,1.2],单位为m;水下滑翔机稳心高参数hg∈[0.004,0.007],单位为m。

5.根据权利要求2所述的高俯仰角保持能力的水下滑翔机优化设计方法,其特征在于:水下滑翔机控制参数的取值范围包括:水下滑翔机俯仰角运动控制参数θd∈[-50,-20],θu∈[20,35],单位为°;水下滑翔机回油运动控制参数δvo,in∈[0.0011,0.00129]单位为m3;水下滑翔机排油运动控制参数δvo,out,单位为m3;控制器参数kd∈[-10,10],ki∈[-10,10],无量纲。

6.根据权利要求1所述的高俯仰角保持能力的水下滑翔机优化设计方法,其特征在于:所述结构子系统优化数学模型为:

7.根据权利要求6所述的高俯仰角保持能力的水下滑翔机优化设计方法,其特征在于:所述控制子系统优化数学模型为:

8.根据权利要求7所述的高俯仰角保持能力的水下滑翔机优化设计方法,其特征在于:所述系统级优化数学模型为:


技术总结
本发明公开了一种高俯仰角保持能力的水下滑翔机优化设计方法,包括步骤:确定水下滑翔机的设计指标和设计参数取值范围;根据设计指标,确定系统优化约束条件;建立水下滑翔机纵平面动力学模型、水下滑翔机纵平面俯仰角控制模型、水下滑翔机的水动力外形近似模型,水下滑翔机航程模型和能耗模型;对水下滑翔机系统进行学科划分,对设计参数进行灵敏度分析,建立结构子系统优化数学模型和控制子系统优化数学模型,并建立系统级优化数学模型;结合并行多目标子空间优化框架和NSGA‑Ⅱ优化算法进行求解,根据实际需要从Pareto解集中挑选合适的结果。本方法实现了水下滑翔机高精度姿态控制、能耗与噪声降低、适应性与任务执行能力增强,显著提升了任务传感器观测数据的质量和可靠性。

技术研发人员:马伟,徐锐恒,王延辉,牛文栋,王鹏,孙通帅,杨明,杨绍琼
受保护的技术使用者:天津大学
技术研发日:
技术公布日:2024/8/21
当前第2页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1