基于空泡记忆效应的水下超空泡航行体建模与控制

基于空泡记忆效应的水下超空泡航行体建模与控制摘要水下超空泡航行体是一种新颖的水下航行器。本研究基于空泡记忆效应，对水下超空泡航行体进行了建模和控制设计。首先，介绍了水下超空泡航行体的基本结构和工作原理

基于空泡记忆效应的水下超空泡航行体建模与控制 摘要 水下超空泡航行体是一种新颖的水下航行器。本研究基于空泡记忆 效应，对水下超空泡航行体进行了建模和控制设计。首先，介绍了水下 超空泡航行体的基本结构和工作原理，分析了空泡记忆效应对其航行性 能的影响。然后，建立了水下超空泡航行体的数学模型，包括空泡形态 和运动方程。通过仿真验证了模型的有效性，并基于PID控制器设计了 控制系统。最后，对控制系统进行了实验验证，证明了所提出方法的可 行性和有效性。 关键词：超空泡航行体；空泡记忆效应；建模；控制设计；PID控 制器 Abstract Underwatersupercavitatingvehiclesarenovelunderwater vessels.Basedonthebubblememoryeffect,thisstudymodels andcontrolstheunderwatersupercavitatingvehicle.Firstly,the basicstructureandworkingprincipleofunderwater supercavitatingvehiclesareintroduced,andtheinfluenceof bubblememoryeffectontheirnavigationalperformanceis analyzed.Then,themathematicalmodelofunderwater supercavitatingvehiclesisestablished,whichincludesbubble shapeandmotionequations.Thevalidityofthemodelisverified throughsimulation,andacontrolsystembasedonPIDcontroller isdesigned.Finally,thecontrolsystemisexperimentallyverified, demonstratingthefeasibilityandeffectivenessoftheproposed method. Keywords:supercavitatingvehicle;bubblememoryeffect; modeling;controldesign;PIDcontroller 1.引言 水下航行是一项具有挑战性的技术，目前已经成为很多领域的研究 热点。随着科学技术的不断发展，人们对水下航行的要求越来越高，需 要更快、更稳定、更安全的水下航行器。超空泡航行体作为一种新型的