鱼雷热动力推进系统无级变速控制系统研究及仿真
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摘要
本文采用一般模型控制的基本原理，对非线性动力推进系统进行控制律的综合，设计了鱼雷恒深变速、恒速变深控制的闭环控制规律，开发了鱼雷热动力系统数字仿真软件，对鱼雷热动力推进系统的典型工况：开环恒深、开环恒速以及闭环恒深、闭环恒速进行动态仿真。结果表明：所研究的基于一般模型控制的闭环控制具有系统稳定，响应速度快，稳态误差小，抗干扰能力强等特点，能够满足鱼雷战术、技术指标对动力推进系统的要求，不失为一种良好的控制方案；仿真软件界面友好，操作简单，形象直观，模块清晰，可升级性好。
本文所研究的一般模型控制方法对于研制高性能鱼雷热动力推进系统具有重要的参考价值，亦可用于对现有鱼雷动力推进系统的重大技术改造。此外，还可应用于其他工程领域。
In this paper generic model control is applied to the design of controlling law of the nonlinear power propulsion system, at the work state of constant depth and variable speed, constant speed and variable depth movement of torpedo. Then the simulation program of the torpedo thermal power digital simulation system comes forth which can be used for the dynamic simulation of the performance of the process of open-loop constant depth and open-loop constant speed, the process of close-loop constant depth and close-loop constant speed. The result of simulation shows that the close-loop controlling system based on generic model control is steady, fast response, small errors and high ability to diminish the effect of disturbance. It's one of the good controlling schemes which are able to fit the mission of the controlling of the torpedo thermal power propulsion system. And the simulation program has the friendly interface, easy operation, visual result, clear template and powerful upgrade.
The theory of generic model control used in this paper has important value of reference for the research of torpedo thermal power propulsion system and for the technological innovation of existing torpedo. And in other engineering field it's an effective strategy for the nonlinear system.
本文所研究的一般模型控制方法对于研制高性能鱼雷热动力推进系统具有重要的参考价值，亦可用于对现有鱼雷动力推进系统的重大技术改造。此外，还可应用于其他工程领域。
In this paper generic model control is applied to the design of controlling law of the nonlinear power propulsion system, at the work state of constant depth and variable speed, constant speed and variable depth movement of torpedo. Then the simulation program of the torpedo thermal power digital simulation system comes forth which can be used for the dynamic simulation of the performance of the process of open-loop constant depth and open-loop constant speed, the process of close-loop constant depth and close-loop constant speed. The result of simulation shows that the close-loop controlling system based on generic model control is steady, fast response, small errors and high ability to diminish the effect of disturbance. It's one of the good controlling schemes which are able to fit the mission of the controlling of the torpedo thermal power propulsion system. And the simulation program has the friendly interface, easy operation, visual result, clear template and powerful upgrade.
The theory of generic model control used in this paper has important value of reference for the research of torpedo thermal power propulsion system and for the technological innovation of existing torpedo. And in other engineering field it's an effective strategy for the nonlinear system.
引文
【1】杨保生，鱼雷总体设计手册，船舶总公司七院第七O五研究所，1996
【2】赵连峰，鱼雷活塞发动机原理，西北工业大学出版社，1991
【3】刘训谦，鱼雷推进剂及供应系统，西北工业大学出版社，1987
【4】石秀华，水中兵器概论(鱼雷部分)，西北工业大学出版社，1995
【5】周雪琴，计算机控制系统，西北工业大学出版社，1998
【6】胡寿松，自动控制原理，国防工业出版社，1994
【7】乔林、费广正等，程序设计OpenGL，清华大学出版社，2000
【8】费广正、乔林，Visual C++6．0高级编程技术——OpenGL篇，中国铁道出版社，2000
【9】黄维通，Visual C++面向对象与可视化程序设计，清华大学出版社，2000
【10】黄维通，Visual C++面向对象与可视化程序设计习题解析与编程实例，清华大学出版社，2000
【11】谭浩强，C程序设计，清华大学出版社，1991
【12】吕凤者，C++语言基础教程，清华大学出版社，1999
【13】何光渝，Visual C++常用数值算法集，科学出版社，2002
【14】聂丽文、柴实生、相洁，微型计算机接口技术，电子工业出版社，2002
【15】Richard S．Wright,Jr．Michael Sweet著，潇湘工作室译，OpenGL超级宝典，人民邮电出版社，2001
【16】王龙、韩中领，3DS MAX4.0入门与实例应用，中国铁道出版社，2001
【17】刘正旭，3ds max 4.x质感传奇，海洋出版社、中国青年出版社，2002
【18】JeffProsise著，北京博彦科技发展有限公司译，MFC Windows程序设计(第2版)，清华大学出版社，2001
【19】官章全、刘加明等，Visual C++．NET类库大全，电子工业出版社，2002
【20】凌云、储林波，用Visual C++中的MFC和OpenGL建立三维图形应用环境，微型机与应用，1998年第4期
【21】刘，在MFC中使用OpenGL，电脑与信息技术，1999年第4期
【22】贾志刚，精通OpenGL，电子工业出版社，1998
【23】聂铁军等，数值计算方法，西北工业大学出版社，1990
【24】周东华，非线性系统的自适应控制导论，清华大学出版社、施普林格出版社，2002
【25】薛定宇，控制系统计算机辅助设计—MATLAB语言及应用，清华大学出版社，1996
【26】谢晓清、周东华、金以慧，一类复杂非线性过程的广义一般模型控制，清华大学学报(自然科学版)，1998年第9期
【27】谢晓清、周东华、金以慧，一种基于输入等价干扰自适应补偿的一般模型控制新方法及其实验研究，控制与决策，2000年5月
【28】郭丙君、陈成良、高惠明，一类高阶非线性系统的一般模型控制，石油化工高等学校学报，2002年6月
【29】Zhou W and Lee PL, Robust stability analysis of generic model control, Chem. Eng. Comm, 1992
【30】Xie X Q,Zhou D H,Jin Y Ⅱ, Adaptive generic model control based on strong tracking filter, J.ofprocess control, 1999,9
【31】Lee P L, Nonlinear process control:Application of genetic model eontrol. Lodon:Springer-Verlay, 1993
【32】Yamuna K R,Gangiah K, Adaptive generic model control:Dual composition control of distillation, AIChE J., 1991
【33】苏颖，动力推进系统变结构控制与双速控制阀优化设计，西北工业大学硕士论文，1998
【34】张义，HAP三组元鱼雷动力系统统控制系统研究，西北工业大学硕士论文，1996
【2】赵连峰，鱼雷活塞发动机原理，西北工业大学出版社，1991
【3】刘训谦，鱼雷推进剂及供应系统，西北工业大学出版社，1987
【4】石秀华，水中兵器概论(鱼雷部分)，西北工业大学出版社，1995
【5】周雪琴，计算机控制系统，西北工业大学出版社，1998
【6】胡寿松，自动控制原理，国防工业出版社，1994
【7】乔林、费广正等，程序设计OpenGL，清华大学出版社，2000
【8】费广正、乔林，Visual C++6．0高级编程技术——OpenGL篇，中国铁道出版社，2000
【9】黄维通，Visual C++面向对象与可视化程序设计，清华大学出版社，2000
【10】黄维通，Visual C++面向对象与可视化程序设计习题解析与编程实例，清华大学出版社，2000
【11】谭浩强，C程序设计，清华大学出版社，1991
【12】吕凤者，C++语言基础教程，清华大学出版社，1999
【13】何光渝，Visual C++常用数值算法集，科学出版社，2002
【14】聂丽文、柴实生、相洁，微型计算机接口技术，电子工业出版社，2002
【15】Richard S．Wright,Jr．Michael Sweet著，潇湘工作室译，OpenGL超级宝典，人民邮电出版社，2001
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【17】刘正旭，3ds max 4.x质感传奇，海洋出版社、中国青年出版社，2002
【18】JeffProsise著，北京博彦科技发展有限公司译，MFC Windows程序设计(第2版)，清华大学出版社，2001
【19】官章全、刘加明等，Visual C++．NET类库大全，电子工业出版社，2002
【20】凌云、储林波，用Visual C++中的MFC和OpenGL建立三维图形应用环境，微型机与应用，1998年第4期
【21】刘，在MFC中使用OpenGL，电脑与信息技术，1999年第4期
【22】贾志刚，精通OpenGL，电子工业出版社，1998
【23】聂铁军等，数值计算方法，西北工业大学出版社，1990
【24】周东华，非线性系统的自适应控制导论，清华大学出版社、施普林格出版社，2002
【25】薛定宇，控制系统计算机辅助设计—MATLAB语言及应用，清华大学出版社，1996
【26】谢晓清、周东华、金以慧，一类复杂非线性过程的广义一般模型控制，清华大学学报(自然科学版)，1998年第9期
【27】谢晓清、周东华、金以慧，一种基于输入等价干扰自适应补偿的一般模型控制新方法及其实验研究，控制与决策，2000年5月
【28】郭丙君、陈成良、高惠明，一类高阶非线性系统的一般模型控制，石油化工高等学校学报，2002年6月
【29】Zhou W and Lee PL, Robust stability analysis of generic model control, Chem. Eng. Comm, 1992
【30】Xie X Q,Zhou D H,Jin Y Ⅱ, Adaptive generic model control based on strong tracking filter, J.ofprocess control, 1999,9
【31】Lee P L, Nonlinear process control:Application of genetic model eontrol. Lodon:Springer-Verlay, 1993
【32】Yamuna K R,Gangiah K, Adaptive generic model control:Dual composition control of distillation, AIChE J., 1991
【33】苏颖，动力推进系统变结构控制与双速控制阀优化设计，西北工业大学硕士论文，1998
【34】张义，HAP三组元鱼雷动力系统统控制系统研究，西北工业大学硕士论文，1996