基于突变理论的鱼雷运动分析

论文摘要

突变理论的诞生为对非线性科学的探讨提供了行之有效的方法。随着被控对象的日益复杂化和人们对控制系统的性能指标要求的提高，针对一些复杂系统的控制问题使传统的控制理论面临着严峻的挑战，其主要原因之一在于有些系统中存在着突变现象，而对这些现象的分析正是对其进行控制的前提，因此，将突变理论引入到控制中将是一个发展趋势。突变理论与控制的结合还处于起步阶段，其方法还需进一步完善。本文从研究系统的突变现象入手，把突变理论引入到系统的控制和稳定性分析中，以利于今后精确控制对其应用。突变理论与控制技术结合的主要目的是在保持系统原来平衡点不变的条件下，为系统建立有益的突变，或消除和抑制系统中的有害突变，以保持系统的稳定。本文首先在介绍了突变理论的基础上，引入了七种初等突变模型，并给出了这七种突变模型的应用方法，其中详细介绍了基于冲失滤波器辅助反馈控制的突变控制法，它不但能够在系统模型不确定的条件下，保持原系统的平衡点不随控制的施加而改变，而且能简化控制器的设计，更大限度地扩展系统控制参数的操作范围。本文即用此方法对鱼雷的纵向运动进行了突变分析，讨论了鱼雷突变点的情况，又在鱼雷纵向运动发生突变时给出了相应的非线性控制器；然后对鱼雷在水面航行时受波浪扰动的情况下进行了分析，认为鱼雷在此情况下姿态极有可能发生突然改变，即突变。其突变的结果是不可预知的，也是我们发射鱼雷时所不希望见到的。所以针对此情况，本文用尖点突变模型对鱼雷姿态突变进行了定性的分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景目的和意义
• 1.2 突变理论在国内外的研究状况及应用现状分析
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 突变理论
• 2.1 突变理论概述
• 2.2 突变机构简介
• 2.2.1 重力突变机构
• 2.2.2 Zeeman突变机构
• 2.3 突变模型的特征
• 2.4 突变约定
• 2.5 本章小结
• 第3章 突变理论与控制的结合
• 3.1 突变理论与控制结合的意义
• 3.2 七种初等突变模型
• 3.2.1 折叠型突变模型
• 3.2.2 尖点型突变模型
• 3.2.3 燕尾型突变模型
• 3.2.4 椭圆型脐点突变模型
• 3.2.5 双曲型脐点突变模型
• 3.2.6 蝴蝶型突变模型
• 3.2.7 抛物型脐点突变模型
• 3.3 突变模型的应用方式
• 3.4 冲失滤波器辅助反馈突变控制法
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于冲失滤波器法的鱼雷纵向运动突变分析
• 4.1 对鱼雷进行突变分析的意义
• 4.2 鱼雷的运动方程
• 4.2.1 重心运动学方程
• 4.2.2 鱼雷绕重心的运动学方程
• 4.2.3 鱼雷一般空间运动方程组
• 4.2.4 鱼雷纵向运动方程
• 4.3 鱼雷纵向运动的突变分析
• 4.3.1 纵向运动方程的简化
• 4.3.2 突变分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于定性拟合法的鱼雷在波浪扰动下的突变分析
• 5.1 波浪模型
• 5.2 波浪扰动力模型
• 5.3 突变分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢