多矢量推进水下航行器6自由度非线性建模与分析

作者：高富东; 潘存云; 杨政; 冯庆涛

来源：机械工程学报, 2011, (05): 93-100.

• 矢量推进器
• 水下航行器
• 四元数法
• 非线性模型 Vectored thruster Autonomous underwater vehicle Quaternion method Nonlinear model

采用舵和矢量推进器联合进行航向控制的新型水下航行器,实现高、低速下不同航向控制方式的多种运动模式。根据其结构特点和运动特性,运用欧拉角法建立6自由度运动学模型,针对纵倾角θ=±90°时存在奇异点的问题,采用四元数法进行解决,保证任意姿态下的运动求解。基于牛顿第二定律和拉格朗日方法建立多矢量推进水下航行器的6自由度非线性动力学模型,两种方法所推导的动力学模型完全一致,验证模型的正确性,并为控制系统的设计奠定基础。进一步采用四阶五级龙格—库塔积分算法进行动力学方程求解,解决水下航行器耦合非线性空间运动方程运算难和显示难的问题。通过多矢量推进水下航行器空间运动性能的计算和分析,进一步验证其运动学和动...

• 出版日期2011
• 单位中国人民解放军国防科学技术大学