雅宝题库解析:
为弥补水下运载器中传统舵面控制机构的低速控制的不足,改善其操纵性能,引入单框架控制力矩陀螺(SGCMG,Single Gimbal Control Moment Gyros)作为控制机构,进行姿态稳定与控制,研究内容对于水下运载器新型控制技术的研制提出新的方向,成果如下:首先,把水下运载器简化为刚体,加入SGCMG,考虑海洋环境的特点,建立基于SGCMG的水下运载器动力学模型,仿真分析水下运载器的动力学、姿态运动以及SGCMG的框架运动。结果表明SGCMG可以快速准确地控制水下运载器姿态,实现对水下运载器的运动控制。其次,针对水下运载器的特点及工况要求,分析了SGCMG的奇异题目,对多种SGCMG构型的奇异曲面进行对比,给出构型选择的依据。从而设计选定双平行构型的SGCMG系统作为水下运载器的控制机构。第三,对现存的SGCMG操纵律进行分析,探讨SGCMG操纵律的本质、存在题目和发展趋势;基于RBF神经网络设计SGCMG系统操纵律,仿真结果表明该操纵律是可行的。最后,针对自抗扰控制器(ADRC,Automatic Disturbances Rejection Control)及其在水下运载器姿态控制的应用进行研究,设计了相应的ADRC,仿真结果表明采用ADRC的水下运载器姿态控制系统比PID控制具有更高的控制精度和动态性能。