一、水下超空泡航行体流体动力设计原理研究（论文文献综述）
辛万青,黄彪,魏海鹏,郝亮,尤天庆[1]（2021）在《跨介质航行体流体动力调控研究进展及新构想》文中认为流动控制是保证跨介质航行体以较低载荷和较小姿态安全出水的有效途径。已有水下航行体通气流动控制均为开环控制,多相流闭环控制研究尚属空白。分析了跨介质航行体空泡流体动力特性,系统总结了水下航行体流体动力调节技术及其控制策略,提出了一种以通气多相流控制为主、水动舵翼控制为辅、与航行体响应耦合的闭环控制新构想,并剖析了该闭环控制方法的难点与关键技术,为后续开展进一步研究提供了基本研究思路和技术路线。
张家峰[2]（2021）在《水下高速机器人舵机控制系统研究》文中研究说明应用了超空泡减阻技术的水下高速机器人,其身体的大部分被空泡所包裹,能够大幅度减小航行阻力实现超高速航行。水下高速机器人在水下高速武器领域有很大的应用前景,俄、美、德等海军强国都投入了大量人力物力对其进行研究,我国在此领域的研究还比较落后。舵机作为水下高速机器人的重要执行机构,其控制系统性能的好坏将直接决定水下高速机器人能否稳定航行和其航行品质,于是本文对水下高速机器人的舵机控制系统展开了研究。论文的主要研究工作如下:介绍水下高速机器人的结构组成和工作原理;然后详细分析机器人各部分受力并在纵向平面内建立其数学模型;最后通过分析水下高速机器人的空化器和尾翼这两个控制舵的偏转特点、受力特点及其工作环境,总结出了舵机系统的性能需求:舵机需要在受到高频变化负载和模型参数变化的条件下精确跟踪快速变化的位置信号。设计空化器和尾翼的舵机传动机构并对其进行受力分析,给出了舵机等效转动惯量和舵机负载的计算方法;然后选用永磁同步电机作为舵机的动力源,建立其数学模型并介绍了矢量控制方法;最后基于矢量控制方法构建了两个控制舵的位置跟踪系统。设计传统三闭环位置跟踪器并在此基础上进行改进,针对舵机的性能需求将快速位置跟踪策略（“速度前馈”）、抗负载扰动策略（“转矩前馈”）和抗模型参数时变策略（“模糊控制”）结合起来设计了“三闭环+速度模糊前馈+转矩模糊前馈”位置跟踪器;然后通过三组仿真实验分别说明了“速度前馈”、“转矩前馈”和“模糊控制”对于提高舵机位置跟踪性能的有效性。将水下高速机器人模型和舵机模型结合起来构建了“水下高速机器人&舵机”联合仿真模型;然后在此联合模型的基础上对本文改进设计的舵机位置跟踪器进行仿真,仿真结果进一步验证了本文设计的舵机位置跟踪器在水下高速机器人舵机控制系统中的有效性。并且本文改进设计的位置跟踪器在具有相同性能需求的其他工业自动化领域也有一定的参考和潜在应用价值。
张梓晨[3]（2020）在《水下高速航行体非线性控制方法研究》文中进行了进一步梳理随着现代水下航行体需求的不断升级,超空泡技术以其显着的减阻效应成为了水下高速航行体的主流技术,因此急需对超空泡航行体的控制技术进行研究。论文以水下高速航行体为研究对象,开展对其的控制方法研究,首先使用动态逆最优控制方法对其定速巡航段进行控制器设计,在加速段,将其转化成LPV系统,并基于此LPV系统开展鲁棒变增益控制器设计。首先,对国内外超空泡航行体技术发展和研究现状进行系统调研,对空泡模型建立的理论进行了分析与讨论,梳理了水下高速航行体的控制方法以及鲁棒变增益控制方法的研究现状,给出了论文的主要内容。其次,建立了水下高速航行体的数学模型,在Logvinovich独立膨胀原理的基础上,推导了空泡形态模型的半理论半经验公式,并依据空泡形态模型推导了尾部滑行力及力矩的理论公式,再考虑空化器头部受力,重力等力的影响,建立了航行体的运动学与动力学数值模型。然后,为了便于控制理论研究,将航行体模型简化为纵向模型,仅考虑其纵向平面,对其进行了动态性能分析,发现其参数间耦合效应明显,使用动态逆方法进行动力学解耦,结合最优控制理论进行了航行体巡航段控制器设计,仿真结果显示,该控制器可以在系统定速巡航段进行有效控制。最后,为了对航行体加速段进行控制,将航行体系统转化为了多胞体LPV系统形式,阐述了鲁棒变增益控制方法的理论基础,分析了航行体在运动过程中所受的各种干扰,并且进行了鲁棒变增益控制器的设计,仿真表示,此控制方法可以对航行体加速段进行稳定控制,并且具有良好的鲁棒性。
吕一品[4]（2019）在《超空泡航行体非线性动力学特性与运动稳定性研究》文中研究指明超空泡射弹技术是兵器科学领域的一个重要研究方向,将超空泡技术应用于水下高速航行体能够有效地减少航行体的运动阻力,拥有巨大的军事应用价值。在水下航行体高速运动过程中,其大部分表面被空泡包裹,与水接触的主要是头部空化器与尾翼。空化数等运动参数影响超空泡的形态与尺寸,空化器偏转角和尾翼偏转角等结构参数影响航行体在超空泡内的运动姿态。由于航行体尾部与空泡壁接触时会产生复杂的非线性滑行力,这种非线性滑行力的出现不仅会增加运动阻力,还会导致航行体的振动和冲击,其中包含了分岔与混沌等复杂的非线性现象。因此,开展超空泡航行体运动参数与结构参数变化所引起的各类非线性现象的研究,分析超空泡航行体的非线性动力学特性,以进一步提高航行体的运动稳定性与运动品质,具有重大的理论研究意义与工程应用价值。本文在空泡流场特性和受力特性分析的基础上,采用多种非线性动力学分析方法,深入研究了结构参数和初始运动参数对超空泡航行体非线性动力学特性与运动稳定性的影响。主要研究内容及成果如下:1.引入空泡流研究领域常用的Logvinovich空泡模型,对非定常条件下的超空泡形态进行了预测。对航行体不同部位所受的流体动力进行分析推导,并描述了非线性滑行力的产生及其对航行体运动的影响。在此基础上,给出了水下超空泡航行体动力学模型。然后阐述了相轨图法、Poincare?映射法等非线性动力学分析方法。2.采用分岔图揭示了超空泡航行体随空化数的变化具有混沌、分岔等非线性物理现象。在平衡点处把系统方程线性化,得到特征方程和特征根,通过Routh-Hurwitz判据判定系统在平衡点处的局部稳定性,进而依据时域分析得到系统在不同空化数下的运动状态。3.针对超空泡航行体受结构参数的影响而运动失稳的问题,采用多种非线性动力学分析方法,详细地分析了航行体动力学模型随参数变化而产生的动力学行为。首先,依据Lyapunov指数谱判定准则绘制空化器半径关于空化数的动力学地图,证实了航行体具有稳定、周期、混沌三种稳态运动,并采用Lyapunov指数谱、相轨图揭示航行体具有瞬态混沌稳态周期的特殊运动状态。然后,通过分岔图呈现了航行体随空化器偏转角的变化出现的混沌、分岔、共存吸引子和不完全费根鲍姆树等非线性物理现象,可以通过调整空化器偏转角的大小来控制航行体的位置和姿态,使其稳定运动。最后,依据平衡点分布图确定了尾翼偏转角与空化数的对应关系,并通过分岔控制法调整尾翼偏转角,延迟Hopf分岔现象的发生,扩大航行体稳定运动的空化数范围,提高航行体的运动稳定性。4.针对超空泡航行体受初始运动参数的影响而运动失稳的问题,基于Lyapunov指数谱,分别绘制了不同结构参数关于空化数的动力学地图,确定了航行体在稳定运动、周期振荡和混沌振荡状态下分别对应的参数范围。然后,通过对比分析动力学地图与平衡点分布图,得到可能存在多稳态现象的参数区域。最后,分别在不同种类的多稳态参数区域内各选取一组参数,运用相轨图与时域图验证了系统中存在多种吸引子共存的现象。结果表明,在同一组空化数与结构参数下,初始运动参数的不同可能会导致航行体完全不同的运动状态,揭示了初始运动参数对超空泡航行体非线性动力学特性的影响。5.基于不同类型的共存吸引子得到吸引域,根据吸引域的大小及其形状的变化分析了超空泡航行体的运动稳定性。其中,稳定平衡点处的吸引域面积越大,航行体在该参数处的运动稳定性越好。然后,采用时域和频域分析法,对航行体在同一结构参数和不同初始运动参数下的运动状态进行了对比和验证。结果表明,在空化数变化不大的参数区域中,运动稳定性随着尾翼偏转角控制增益的增大而减弱。在此基础上,通过参数优化可以进一步提高航行体的运动稳定性。
王威[5]（2019）在《通气超空泡航行体非定常运动多相流动特性数值研究》文中认为通气超空泡技术采用主动通气的方式形成包裹水下航行体全部或大部分表面的空泡,大幅度地减小了航行体的摩擦阻力,从而显着提高了水下航行体的运动速度,其应用价值已受到国内外学者的广泛关注。自20世纪中期以来,超空泡技术研究取得了巨大进展,然而仍存在部分科学性问题有待于更深入地研究。超空泡航行体在复杂运动状态下的多相流动特性问题包括:航行体沾湿区域对空泡尾流结构及航行体流体动力特性影响、周期性来流作用对超空泡多相流的影响、航行体转弯运动中空泡与航行体的运动一致性等。这些都是通气超空泡非定常流动研究领域亟需解决的关键科学问题。因此,本文针对通气超空泡典型非定常运动过程中的多相流动特性进行了系统地数值研究,主要研究内容如下:采用VOF多相流模型和RNG k-ε湍流模型,建立了通气超空泡非定常流动的三维计算模型。通过求解多相混合物的雷诺平均Navier-Stokes方程,得到通气超空泡流动中三相介质间的分布关系,并分析流域尺度对计算结果的影响。通过与实验数据对比,验证了数值模拟方法的有效性。基于通气超空泡非定常流动的计算模型,研究了通气超空泡航行体尾流结构的非定常演化过程。分析重力环境压差及航行体（后体）沾湿区域对空泡尾流结构的影响规律;通过对空泡尾部流场压力及涡量分布特性的分析,分别阐明空泡的双涡管和三涡管尾流结构的流动特性;给出空泡尾部涡管内气体质量流量比率、涡管内部涡量及压力的变化规律。基于通气超空泡非定常计算模型结合动态网格技术,建立了周期性来流的数值计算模型,并进行模型验证。数值模拟得到了周期性来流条件下的流场结构,分析流场下游给定流域的波长和波幅分布规律;研究周期性来流作用下通气超空泡非定常多相流动特性,发现超空泡在长波环境中的运动状态更为稳定,超空泡尾部的闭合形式在周期性来流的作用下呈现回射流闭合和双涡管闭合的交替变化;研究周期性来流作用下航行体的空泡形态和流体动力的变化规律。建立了通气超空泡航行体转弯运动的数值计算模型,将数值计算结果与基于Logvinovich独立膨胀原理的结果进行对比,验证了转弯运动模型中采用动态网格技术的有效性。基于转弯运动的计算方法研究了航行体的转向中心位置对沾湿区域的影响和转弯半径对通气超空泡形态及航行体流体动力特性的影响规律;利用空化器对空泡轴线的控制作用,提出使空泡与航行体在转弯运动中更好地保持运动一致性的具体方法,为超空泡航行体高效机动运动研究奠定了基础。
张达[6]（2019）在《超空泡航行体入水纵向控制的研究》文中指出超空泡航行体的相关研究一直被世界许多国家所重视,由于超空泡的包裹使得航行体在水下受到的阻力大幅减少,在火箭发动机的推动下可以达到极高的航速,远超普通航行体（如常规鱼雷）,但由于超空泡航行体受力情况复杂,当其速度过快时,航行体的控制变的十分困难,如何有效控制在水中高速运动的超空泡航行体,一直以来是国内外相关科研人员研究的重点课题。超空泡航行体的纵向控制是水下航行体控制研究的热门领域,本文对超空泡航行体的入水过程进行纵向控制研究,主要研究内容如下:首先,对水下环境中的超空泡航行体进行受力分析,给出航行体的体坐标系,根据条件假设和航行体受力情况建立航行体动力学方程,进而建立航行体运动学方程,对航行体整个入水运动中所受的尾部滑行力进行了分析,用近似项替代法将尾部滑行力项加入运动学方程,从而使得航行体的运动学模型能更精确的描述实际系统。其次,进行超空泡航行体模型入水实验,介绍了整个实验的具体流程和相关重要的实验设备,研究了实验相关的理论依据,应用自行设计的航行体内部加速度测量模块来进行数据采集,对采集数据进行分析并得出航行体模型入水过程中所受冲击载荷变化规律的相关结论,确定最优入水角度和切换延迟时间两个重要参数,并定义入水运动的两个子运动阶段。然后,对之前建立的航行体数学模型进行改进,使其转化为标准LPV系统模型,进而应用基于LPV系统的分段综合控制法设计航行体第一入水阶段的子控制器的控制算法;然后根据前一章所建立的航行体纵向运动标准模型,应用滑模变结构控制法设计了航行体第二阶段子控制器的控制算法。最后将切换延迟时间作为节点时间,给出时间单值依赖法的切换控制规则作为航行体全局控制的切换策略,完成全局切换控制算法的设计。最后,在Matlab环境下先分别对分段综合控制器和滑模变结构控制器的控制算法进行仿真验证,再进行全局切换控制算法的仿真验证,根据对实际仿真结果的分析再次讨论了分段控制器的设计思路及两个运动阶段控制器的选取方案的可行性。
李洋[7]（2018）在《非全包裹超空泡航行体动力学分析与姿轨控制研究》文中研究说明超空泡减阻是目前一种较为行之有效的提高水下航行体速度的技术,已先后被各个军事强国列为水下高速武器规划重点项目之一。采用高性能推进技术,可形成自然空泡或人工通气空泡,实现由空泡包裹航行体,从而达到降低航行阻力的目的。特别地,非全包裹超空泡航行体因其空泡包裹部分航行体的特殊性,吸引了越来越多的关注。与此同时,空泡的部分包裹也给航行体的控制系统设计带来相当大的挑战,航行体的动力学特性也因空泡的非全包裹形态而变得更加复杂。因此,开展对于非全包裹超空泡航行体（Incomplete Encapsulated Supercavitating Vehicle,IESV）的控制系统研究,对于揭示非全包裹超空泡航行体的复杂动力学特性,提高超空泡航行体的机动性能,以及促进超空泡技术的工程应用,均具有重要的理论价值和实践意义。本文针对超空泡航行体在非全包裹状态下的动力学特性进行分析并建模,并在此基础上研究航行体的姿轨控制问题。论文的主要工作和研究成果如下:（1）非全包裹超空泡航行体（IESV）的动力学特性分析与建模研究以非全包裹超空泡航行体作为研究对象,从空泡轮廓的预测模型出发,分析了航行体在该状态下的受力特性,并在此基础上建立了非全包裹超空泡航行体的动力学模型,进一步处理得到航行体纵平面内的二自由度动力学模型。仿真分析了航行体的纵向动力学特性及动态性能,为后续控制系统的研究奠定了基础。（2）尾部压差经验值效率不确定下的IESV控制器设计针对非全包裹超空泡航行体受力分析中的尾部压差经验值效率不确定的问题,将该效率参数考虑为系统中的未知参数,设计了以空化器及尾部直接侧向力作为控制输入的反演变结构控制器,并对该未知的效率参数设计了参数自适应律。对于系统模型中存在的范数有界的未知外界干扰项,设计了扩展状态观测器对其进行估计和补偿。通过理论证明和仿真分析,验证了该方法对于系统中存在未知单一参数时的控制有效性,并进一步仿真分析了空泡长度对控制性能的影响。（3）存在模型不确定性下的IESV控制器设计首先,针对非全包裹超空泡航行体的空泡包裹长度、尾部最大受力面积、气泡干扰等因素难以测量而导致的模型不确定性问题,利用反演控制方法设计了一种非全包裹超空泡航行体姿轨控制器,将上述未知元素连同状态变量构成多个未知项,同时针对模型中的未知项,利用径向基函数（Radial Basis Function,RBF）神经网络进行逼近并补偿,由基于Lyapunov稳定理论设计的自适应方法计算神经网络的权重,并给出了稳定性证明。其次,考虑模型不确定性的一种简化情况,即许多工程应用中虽然系统参数可知,但是由经验公式给出,不能保证其准确性。针对此类问题,提出了一种计算力矩控制器来实现非全包裹超空泡航行体姿轨控制,在考虑模型已知但存在模型误差的情况下,通过RBF神经网络估计模型误差,有效降低了模型误差对于控制器性能的影响。理论证明和仿真结果均验证了所提出的控制算法的有效性。（4）考虑执行器饱和特性的IESV控制方法研究针对非全包裹超空泡航行体姿轨机动时可能出现的执行器非光滑性饱和问题,开展抗饱和控制器设计。基于高斯误差函数设计了连续可微非对称光滑饱和模型,用于解决常规非光滑饱和执行器的非线性问题。提出了一种自适应RBF神经网络控制器来估计系统中的未知项,并且通过反演法设计了姿轨控制器。最后基于Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统中所有的状态变量均为一致最终有界,且跟踪误差可收敛到零值较小的邻域内。仿真结果证实了所提出的控制器的有效性。
王冠[8]（2018）在《超空泡航行体运动控制中的空泡形态估计研究》文中研究表明当航行体在水中高速航行时,航行体表面压力会下降到此时的饱和压力,水会汽化形成空泡。超空泡的形成可以大幅地提高水下航行体的速度,但空泡的产生和溃灭引起的力学效应对航行体的稳定航行会产生重要影响,特别是由于空泡形态的变化使超空泡航行体受力产生强非线性关系,使得超空泡航行体控制研究具有很大难度,因此超空泡形态的估计成为超空泡航行体运动控制中的关键问题之一。本文将以超空泡航行体的缩比模型的水洞实验为依据,通过在水流中控制空化器的攻角变化,来模拟水下航行体在实际应用环境中的运动控制,继而使用强跟踪卡尔曼滤波算法对超空泡的形态进行估计问题研究,并使用仿真手段验证了估计算法的正确性及此种算法能够满足某种实际环境中的超空泡航行体控制的需要。论文的主要研究内容如下:首先,利用已有的理论知识建立超空泡航行体的数学模型。由于作用在空化器上的流体动力以及航行体尾部与空泡壁作用产生的滑行力都容易受到外部干扰而产生强非线性特性,且对于此类条件的建模目前没有成熟的方案,因此文中在此部分首先在理想条件下建立超空泡航行体数学模型,然后以后续的实验数据为基础,研究实际噪声对模型的扰动,从而对模型进行完善。其次,利用搭建好的重力式水洞实验平台,完成实验相关的内容。文中介绍了实验相关设备的安装和调试等工作流程,其中包括实验平台的搭建;航行体模型的安装;伺服电机控制系统的结构及功能;加压通气设备的功能;流量及压力检测设备的安装及调试;记录空化过程的高速摄像机的调试等,并将记录下来的实验数据根据超空泡形态研究的需要进行初步处理。再次,以空化器在运动过程中的超空泡内、外压力和形态数据为基础,并根据传感器的测量范围和实际情况对测量数据进行野值剔除,然后使用强跟踪卡尔曼滤波算法对超空泡形态进行估计,完善超空泡航行体的数学模型。最后,对超空泡航行体模型在Matlab环境下进行控制仿真,仿真结果表明,本文设计的超空泡形态估计算法能够在实际噪声干扰环境中对超空泡的形态进行较为准确的估计,估计误差在超空泡航行体控制器的允许范围内,不会对超空泡航行体的运动稳定性造成影响,证实本文设计的超空泡形态估计算法的正确性。
黄闯[9]（2017）在《跨声速超空泡射弹的弹道特性研究》文中进行了进一步梳理超空泡减阻是水下航行器减阻模式的一次革命性创新,借助全新的流动模式和设计理念,航行器几乎完全被超空泡包裹,可获得显着的减阻效果,航行速度得以大幅提升,甚至可超越水中声速。基于超空泡减阻技术的射弹是一种由机/舰载火炮发射的武器系统,可快速拦截鱼雷、击毁水雷、破除水下障碍和猎杀蛙人,用于水面舰的近程防御效果显着。超空泡射弹具有发射迅捷、性价比高、杀伤力强等特点,可针对近水面威胁实现跨介质精确打击,应用前景广阔。然而,由于涉及跨介质和跨声速问题,超空泡射弹在不同航行阶段的受力机理、稳定机制和运动规律存在极大的差异,给理论研究带来了挑战。在明确各航行阶段的力学和运动学问题的基础上,开展超空泡射弹的弹道特性研究,进一步完善相关的理论体系,对于该武器系统的工程应用意义重大。本文综合运用数值模拟、理论分析和试验研究的方法,研究了跨声速超空泡射弹在全弹道运动过程中的流场数值模拟方法、流体动力特性、动力学模型及仿真技术,根据动力学模型的弹道仿真计算、基于商用CFD软件的流场-运动耦合模拟和对于全尺寸模型的试验测试得到的结果具有良好的一致性。主要研究工作及创新点如下:（1）建立了水下跨声速超空化流动的数值模型。基于运动参考系方法,采用Tait方程描述液体可压缩性,建立了射弹在水下跨越声速航行过程中的超空化流动数值模型,采用经典文献结果考核了所建模型的可行性。研究了液体压缩性、水中马赫数等因素对超空化流动的影响规律,得到了在射弹跨声速航行过程中的空泡外形预报方法。（2）提出了超空泡射弹在水下弹道的全量流体动力特性解算方法。采用移动计算域技术,对超空泡射弹的稳态变攻角、定速旋转和高频振动工况开展超空化流动数值模拟,完成了对位置力、阻尼力和惯性力特性的解算,得到了适用于水下弹道计算的流体动力特性描述方法。（3）揭示了超空泡射弹水下弹道所固有的振荡稳定特性。考虑“空泡延迟”效应,建立了超空泡射弹在水下弹道的动力学模型。基于动力学模型的仿真计算结果与流场-运动耦合数值模拟结果一致,表明超空泡射弹的水下运动是动态振荡的,振荡运动具有固定的幅值和波长。（4）研究了超空泡射弹在空中弹道的流体动力特性、动力学模型和运动特性,仿真计算结果表明射弹在空中弹道的运动参数随航程的增加具有振荡收敛特性。以空中弹道末端状态作为初始条件,研究了超空泡射弹在入水弹道的流体动力、动力学模型和运动特性,仿真计算结果表明入水初始攻角较大时,超空泡射弹的攻角和俯仰角速度在入水过程中会发生显着地变化。（5）将上述超空泡射弹在空中、入水和水下弹道的动力学模型在时间和空间上进行衔接,形成了全弹道仿真技术,仿真计算结果与全尺寸模型的平射弹道试验结果具有良好的一致性。本文研究成果可作为跨声速超空泡射弹的弹道预报、外形优化设计和工程应用的理论依据。
胡晓,郜冶,彭辉[10]（2017）在《可变空化器诱导超空泡形态特征的数值研究》文中研究指明基于变阻力空化器理论,该文提出一种可用于调节水下航行体侧向力（包括俯仰力和偏航力）的可变侧向力空化器控制方案,利用FLUENT的混合多相流模型对空化器三维空泡绕流现象进行数值研究,验证了该可变空化器控制超空泡形态与航行体侧向力的能力。计算结果显示,通过控制元件的径向运动,可变侧向力空化器能有效调节水下航行体的俯仰力、偏航力以及超空泡的外形尺寸。当控制元件任意一侧的凸出高度达到空化器直径的5%,非轴对称状态的空化器会产生相当于阻力30%的升力或侧向力,同时空泡截面内凹;来流攻角在0°–10°范围内变化时,可变侧向力空化器能够减缓超空泡轴线的偏移程度,同时空化器的升力系数随着攻角的增加会有一定程度下降。
二、水下超空泡航行体流体动力设计原理研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、水下超空泡航行体流体动力设计原理研究（论文提纲范文）
（1）跨介质航行体流体动力调控研究进展及新构想（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 跨介质航行体空泡流体动力特征 |
| 1.1 航行体水下空泡多相流非稳定特征 |
| 1.2 航行体出水空泡溃灭特征 |
| 2 航行体流体动力调节方法 |
| 2.1 通气流动控制技术 |
| 2.2 水动舵翼控制技术 |
| 2.3 水下航行体流体动力控制策略 |
| 2.4 水下超空泡航行体流体动力控制方法 |
| 3 跨介质航行体空泡流体动力闭环控制方法 |
| 3.1 水下航行体多相流动闭环控制新构想 |
| 3.2 航行体多相流动闭环控制的难点与关键技术 |
| 4 结束语 |
（2）水下高速机器人舵机控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 水下高速机器人国内外研究现状 |
| 1.2.1 水下高速机器人发展现状 |
| 1.2.2 水下高速机器人关键技术研究现状 |
| 1.3 舵机控制系统国内外研究现状 |
| 1.3.1 舵机类型及应用现状 |
| 1.3.2 PMSM控制策略研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 水下高速机器人建模与舵机性能需求分析 |
| 2.1 水下高速机器人介绍 |
| 2.1.1 水下高速机器人高速航行原理与结构介绍 |
| 2.1.2 水下高速机器人的稳定运行模式 |
| 2.2 水下高速机器人数学建模与仿真 |
| 2.2.1 坐标系及运动参数建立 |
| 2.2.2 水下高速机器人受力分析 |
| 2.2.3 水下高速机器人数学建模 |
| 2.2.4 水下高速机器人模型仿真 |
| 2.3 舵机性能需求分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 舵机位置跟踪系统构建 |
| 3.1 舵机传动机构设计 |
| 3.1.1 空化器舵机结构设计 |
| 3.1.2 尾翼舵机结构设计 |
| 3.2 舵机受力分析 |
| 3.2.1 空化器舵机受力分析 |
| 3.2.2 尾翼舵机受力分析 |
| 3.3 PMSM数学模型 |
| 3.3.1 PMSM的结构与工作原理介绍 |
| 3.3.2 PMSM在三相静止坐标系下的数学模型 |
| 3.3.3 PMSM的坐标变换 |
| 3.3.4 PMSM在两相旋转坐标系下的数学模型 |
| 3.3.5 PMSM的矢量控制原理 |
| 3.4 舵机位置跟踪系统数学建模与仿真 |
| 3.4.1 舵机位置跟踪系统整体结构 |
| 3.4.2 PMSM模型参数确定 |
| 3.4.3 舵机位置跟踪系统仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 舵机位置跟踪器设计 |
| 4.1 位置跟踪器的总体结构 |
| 4.2 传统三闭环PI位置跟踪器设计 |
| 4.2.1 电流控制器设计 |
| 4.2.2 速度控制器设计 |
| 4.2.3 位置控制器设计 |
| 4.2.4 传统三闭环位置跟踪器仿真实验 |
| 4.3 前馈补偿控制器设计 |
| 4.3.1 速度前馈补偿控制器设计 |
| 4.3.2 转矩前馈补偿控制器设计 |
| 4.3.3 负载观测器设计 |
| 4.3.4 前馈控制器仿真实验 |
| 4.4 模糊控制器设计 |
| 4.4.1 速度前馈补偿的模糊控制器设计 |
| 4.4.2 转矩前馈补偿的模糊控制器设计 |
| 4.4.3 模糊控制器仿真实验 |
| 4.5 本章小节 |
| 第5章 水下高速机器人与舵机联合仿真实验 |
| 5.1 联合仿真模型构建 |
| 5.2 传统三闭环位置跟踪器联合仿真 |
| 5.3 引入速度前馈补偿的联合仿真分析 |
| 5.4 引入转矩前馈补偿的联合仿真分析 |
| 5.5 引入模糊控制联合仿真分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 相关仿真模型及部分程序代码 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（3）水下高速航行体非线性控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 超空泡技术研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 超空泡航行体控制理论发展现状 |
| 1.3.1 超空泡空泡模型研究现状 |
| 1.3.2 超空泡航行体控制问题研究现状 |
| 1.3.3 鲁棒变增益控制问题研究现状 |
| 1.4 论文的主要研究内容和组织结构 |
| 第2章 水下高速运动航行体动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 坐标系定义及其转换 |
| 2.2.1 坐标系的定义 |
| 2.2.2 运动学参数 |
| 2.2.3 坐标转换关系 |
| 2.3 超空泡形态预测 |
| 2.3.1 Logvinovich独立膨胀原理 |
| 2.3.2 Logvinovich空泡模型 |
| 2.3.3 超空泡的形变 |
| 2.4 水下高速航行体的数学建模 |
| 2.4.1 航行体受力分析 |
| 2.4.2 航行体动力学方程 |
| 2.4.3 航行体运动学方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 航行体开环运动动态特性分析及动态逆控制研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 航行体纵向运动模型 |
| 3.3 航行体运动模型的动态特性分析 |
| 3.4 基于非线性动态逆的高速航行体控制器设计 |
| 3.4.1 动态逆控制方法 |
| 3.4.2 使用动态逆控制方法的最优控制器设计 |
| 3.4.3 仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 水下高速运动航行体加速段控制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水下高速航行体LPV系统建立 |
| 4.2.1 LPV系统定义 |
| 4.2.2 非线性系统的LPV表示 |
| 4.2.3 LPV系统的多胞形表示 |
| 4.2.4 水下高速航行体的LPV系统建立 |
| 4.3 航行体加速段鲁棒变增益控制 |
| 4.3.1 干扰的来源和分析 |
| 4.3.2 鲁棒变增益控制方法 |
| 4.3.3 航行体加速段鲁棒变增益控制器设计 |
| 4.3.4 仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况 |
| 致谢 |
（4）超空泡航行体非线性动力学特性与运动稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 本论文常用符号说明 |
| 1.绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 超空泡武器发展现状 |
| 1.2.2 超空泡航行体流体动力学的研究现状 |
| 1.2.3 超空泡航行体非线性动力学特性的研究现状 |
| 1.2.4 超空泡航行体运动稳定性的研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2.超空泡航行体动力学模型与分析方法 |
| 2.1 超空泡航行体动力学模型 |
| 2.1.1 超空泡航行体的一般特性 |
| 2.1.2 超空泡航行体各部分流体动力 |
| 2.1.3 超空泡航行体的动力学方程 |
| 2.2 典型的非线性物理现象 |
| 2.2.1 混沌 |
| 2.2.2 分岔 |
| 2.3 非线性动力学系统的分析方法 |
| 2.3.1 相轨图法 |
| 2.3.2 Poincare'映射法 |
| 2.3.3 分岔图法 |
| 2.3.4 Lyapunov指数法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3.空化数对超空泡航行体非线性动力学特性的影响 |
| 3.1 超空泡航行体系统随空化数变化产生的非线性物理现象 |
| 3.2 不同空化数区间内超空泡航行体的运动特性 |
| 3.2.1 稳定运动空化数区间内航行体运动特性分析 |
| 3.2.2 周期振荡空化数区间内航行体运动特性分析 |
| 3.2.3 混沌振荡空化数区间内航行体运动特性分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4.结构参数对超空泡航行体非线性动力学特性的影响 |
| 4.1 空化器半径对超空泡航行体非线性动力学特性的影响 |
| 4.1.1 动力学地图分析 |
| 4.1.2 超空泡航行体随空化器半径变化的分岔现象 |
| 4.1.3 不同空化器半径下航行体运动状态分析 |
| 4.2 空化器偏转角对超空泡航行体非线性动力学特性的影响 |
| 4.2.1 随反馈控制增益变化的动力学行为 |
| 4.2.2 超空泡航行体的稳定运动 |
| 4.3 尾翼偏转角对超空泡航行体非线性动力学特性的影响 |
| 4.3.1 平衡点与稳定性 |
| 4.3.2 系统随尾翼偏转角变化的分岔分析 |
| 4.3.3 分岔控制 |
| 4.4 本章小结 |
| 5.初始运动参数对超空泡航行体非线性动力学特性的影响 |
| 5.1 多稳态现象 |
| 5.2 动力学地图 |
| 5.3 动力学地图与平衡点分布图的比较 |
| 5.4 不同种类的共存吸引子 |
| 5.4.1 稳定平衡点吸引子与周期吸引子共存 |
| 5.4.2 周期吸引子与混沌吸引子共存 |
| 5.4.3 两种稳定平衡点共存 |
| 5.4.4 多种周期吸引子共存 |
| 5.5 本章小结 |
| 6.基于吸引域的超空泡航行体运动稳定性研究 |
| 6.1 吸引域与运动稳定性 |
| 6.2 稳定平衡点与周期吸引子的吸引域 |
| 6.3 周期吸引子与混沌吸引子的吸引域 |
| 6.4 稳定平衡点与发散状态 |
| 6.5 周期吸引子与发散状态 |
| 6.6 稳定平衡点、周期吸引子与发散状态 |
| 6.7 其它类型的吸引子共存吸引域 |
| 6.8 本章小结 |
| 7.结论及展望 |
| 7.1 本文的主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）通气超空泡航行体非定常运动多相流动特性数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 研究的目的和意义 |
| 1.2 通气超空泡多相流问题 |
| 1.3 通气超空泡多相流研究现状 |
| 1.3.1 实验研究 |
| 1.3.2 数值研究 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 通气超空泡非定常流动计算模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多相流动计算方法 |
| 2.2.1 基本控制方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.2.3 壁面函数 |
| 2.2.4 空化模型 |
| 2.2.5 通气空泡流动模型验证 |
| 2.3 动态网格技术 |
| 2.4 无关性验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 通气超空泡航行体非定常多相尾流特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 弗劳德数对超空泡尾流结构的影响 |
| 3.3 攻角对超空泡尾流结构的影响 |
| 3.4 通气超空泡尾部多相流场结构特性 |
| 3.4.1 空泡内部压力分布 |
| 3.4.2 尾部纵平面流动特性 |
| 3.4.3 尾部横截面流动特性 |
| 3.5 通气超空泡尾部多相流场演化特性 |
| 3.5.1 双涡管尾流演化特性 |
| 3.5.2 三涡管尾流演化特性 |
| 3.6 涡管内流参数 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 周期性来流作用下通气超空泡多相流场特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算模型及验证 |
| 4.3 周期性来流的影响范围 |
| 4.4 周期性来流作用下超空泡形态特性 |
| 4.5 周期性来流作用下超空泡尾部闭合形式 |
| 4.6 周期性来流作用下超空泡航行体多相流动特性 |
| 4.6.1 空泡形态非定常特性 |
| 4.6.2 航行体流体动力非定常特性 |
| 4.6.3 沾湿区域升力特性 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 超空泡航行体转弯运动非定常多相流场特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算模型验证与简化 |
| 5.3 航行体转向中心对沾湿区域影响 |
| 5.3.1 沾湿区域位置差异 |
| 5.3.2 沾湿区域形成原因 |
| 5.4 航行体转弯运动的流场特性 |
| 5.4.1 空泡尾部闭合形态 |
| 5.4.2 沾湿区域压力分布 |
| 5.5 航行体转弯运动的流体动力特性 |
| 5.6 提高空泡与航行体转弯运动一致性的方法 |
| 5.6.1 侧滑角的定义 |
| 5.6.2 侧滑角对空泡轴线的影响 |
| 5.6.3 侧滑角速度对空泡轴线的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）超空泡航行体入水纵向控制的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.1.1 国内外超空泡技术的研究进展 |
| 1.1.2 国内外超空泡航行体入水减阻技术的研究 |
| 1.2 超空泡航行体控制研究的进展 |
| 1.3 课题的研究目的及意义 |
| 1.4 本论文的主要内容 |
| 第2章 水下超空泡航行体的基本理论 |
| 2.1 超空泡航行体的基本理论 |
| 2.1.1 超空泡理论基础 |
| 2.1.2 超空泡形成的条件与相关概念 |
| 2.1.3 超空泡的产生与维持 |
| 2.2 超空泡航行体的基本结构 |
| 2.2.1 超空泡航行体的执行机构 |
| 2.2.2 空化器类型简介 |
| 2.2.3 关于航行体尾舵的配置 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 超空泡航行体的数学模型 |
| 3.1 基本假设 |
| 3.2 坐标系的定义 |
| 3.3 超空泡航行体受力分析 |
| 3.3.1 空化器受力分析 |
| 3.3.2 尾舵受力分析 |
| 3.3.3 尾部滑行力 |
| 3.3.4 重力 |
| 3.3.5 推力 |
| 3.4 超空泡航行体数学模型的建立 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 超空泡航行体入水实验的数据分析 |
| 4.1 入水实验的背景及理论分析 |
| 4.2 入水实验过程 |
| 4.2.1 入水实验装置及模型 |
| 4.2.2 各实验模块介绍 |
| 4.2.3 入水实验具体流程 |
| 4.3 入水实验数据及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 超空泡航行体的入水纵向控制算法设计与仿真 |
| 5.1 基于LPV可变增益的跨介质分段综合控制 |
| 5.1.1 LPV控制基本原理 |
| 5.1.2 基于李雅普诺夫函数LPV系统的稳定性分析 |
| 5.1.3 基于李雅普诺夫函数LPV系统的控制 |
| 5.1.4 基于LPV系统的航行体入水分段综合控制 |
| 5.2 滑模变结构控制算法的设计 |
| 5.2.1 滑模变结构控制基本原理 |
| 5.2.2 滑模变结构控制算法的设计综述 |
| 5.2.3 滑模变结构控制算法的切换函数的选取 |
| 5.2.4 滑模变结构控制算法的控制律的设计 |
| 5.3 控制器切换策略 |
| 5.3.1 切换系统的概念 |
| 5.3.2 基于时间单值依赖法的切换策略 |
| 5.4 控制算法的仿真验证 |
| 5.4.1 基于LPV系统的航行体入水分段综合控制算法的仿真 |
| 5.4.2 基于指数趋近率的滑模变结构控制算法的仿真 |
| 5.4.3 基于时间单值依赖切换规则的全局控制算法综合仿真 |
| 5.5 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 |
（7）非全包裹超空泡航行体动力学分析与姿轨控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景与意义 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 超空泡航行体发展现状 |
| 1.3.2 超空泡航行体控制技术发展现状 |
| 1.4 非全包裹超空泡航行体姿轨控制主要问题 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 背景知识 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 反演法 |
| 2.2.1 算法描述 |
| 2.2.2 算法实现 |
| 2.3 拉萨尔不变集定理 |
| 2.4 Barbalat引理 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 非全包裹超空泡航行体(IESV)动力学分析与建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 坐标系定义与常用参数 |
| 3.2.1 常用坐标系 |
| 3.2.2 航行体运动参数 |
| 3.2.3 坐标系之间的转换关系 |
| 3.2.4 几何学方程 |
| 3.3 非全包裹超空泡航行动力学分析 |
| 3.3.1 空泡建模 |
| 3.3.2 空化器受力 |
| 3.3.3 重力 |
| 3.3.4 推力 |
| 3.3.5 沾湿尾部受力 |
| 3.4 模型建立 |
| 3.4.1 动力学方程的建立 |
| 3.4.2 运动学方程的建立 |
| 3.4.3 纵向动力学模型 |
| 3.5 IESV模型动态特性仿真分析 |
| 3.5.1 初始状态响应仿真 |
| 3.5.2 直接侧向力输入下的系统动态特性仿真 |
| 3.5.3 空化器偏角输入下的系统动态特性仿真 |
| 3.5.4 空化器偏角与直接侧向力共同作用下的动态特性仿真 |
| 3.5.5 IESV模型动态特性仿真结论 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 尾部压差经验值效率不确定下的IESV控制器设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 IESV自适应反演变结构控制器设计 |
| 4.3 IESV二阶扩展状态观测器(ESO)设计 |
| 4.4 Lyapunov稳定性证明 |
| 4.5 仿真验证 |
| 4.5.1 扩展状态观测器性能仿真 |
| 4.5.2 零输入状态响应仿真 |
| 4.5.3 直接侧向力可调时跟踪控制响应仿真 |
| 4.5.4 直接侧向力不可调时跟踪控制响应仿真 |
| 4.6 IESV空泡长度对控制响应的影响分析 |
| 4.6.1 航行体上浮定深控制仿真分析 |
| 4.6.2 航行体下潜定深控制仿真分析 |
| 4.6.3 IESV空泡长度对控制系统影响的仿真结论 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 模型不确定性下的IESV控制器设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 一类多未知项存在下的非线性系统控制器设计 |
| 5.2.1 基本算法描述 |
| 5.2.2 基于RBF神经网络的反演控制器设计 |
| 5.3 多未知项存在下的IESV反演控制器设计 |
| 5.3.1 问题描述 |
| 5.3.2 IESV反演控制器设计 |
| 5.3.3 算法参数分析与讨论 |
| 5.4 仿真验证 |
| 5.4.1 阶跃信号跟踪响应验证 |
| 5.4.2 振荡非线性信号跟踪响应验证 |
| 5.5 模型误差存在下的IESV计算力矩控制器设计 |
| 5.5.1 问题描述 |
| 5.5.2 模型处理 |
| 5.5.3 IESV计算力矩控制器设计 |
| 5.6 仿真验证 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 考虑执行器饱和的IESV控制器设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 一类存在执行器饱和的非线性系统控制器设计 |
| 6.2.1 饱和问题 |
| 6.2.2 非线性系统饱和执行器输出 |
| 6.2.3 光滑非对称饱和模型设计 |
| 6.2.4 基于RBF神经网络的抗饱和控制器设计 |
| 6.3 存在执行器饱和的IESV控制问题分析 |
| 6.3.1 系统模型处理 |
| 6.3.2 IESV抗饱和控制器设计 |
| 6.4 仿真验证 |
| 6.4.1 方波信号跟踪响应验证 |
| 6.4.2 振荡非线性信号跟踪响应验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（8）超空泡航行体运动控制中的空泡形态估计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 超空泡航行体研究动态及关键技术 |
| 1.2.1 超空泡航行体的国内外研究动态 |
| 1.2.2 超空泡航行体的关键技术 |
| 1.3 论文的主要内容 |
| 第2章 超空泡航行体的基本理论及纵向运动建模 |
| 2.1 超空泡形成原理及特性 |
| 2.1.1 超空泡的形成与相关概念 |
| 2.1.2 超空泡的形态计算 |
| 2.2 超空泡航行体的工作原理和组成 |
| 2.2.1 超空泡航行体的工作原理 |
| 2.2.2 超空泡航行体的组成 |
| 2.3 基本假设及体坐标系建立 |
| 2.4 超空泡航行体的受力分析 |
| 2.4.1 空化器受力和力矩 |
| 2.4.2 尾部滑行力和力矩 |
| 2.4.3 尾鳍受力和力矩 |
| 2.4.4 重力和力矩 |
| 2.5 动力学方程建立及参数设置 |
| 2.6 理论模型误差分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 水洞实验过程及数据分析 |
| 3.1 水洞及水洞实验相关基础 |
| 3.1.1 水洞的基本概念及类型 |
| 3.1.2 国内相关水洞实验进展 |
| 3.2 水洞实验整体结构设计 |
| 3.3 水洞实验过程 |
| 3.3.1 重力水洞实验平台 |
| 3.3.2 超空泡航行体模型安装 |
| 3.3.3 伺服电机控制系统 |
| 3.3.4 加压通气系统设计 |
| 3.3.5 流量监测控制系统 |
| 3.3.6 压力检测系统 |
| 3.3.7 高速摄像机记录系统 |
| 3.4 水洞实验数据分析 |
| 3.4.1 松弛量问题分析 |
| 3.4.2 空化数的确定 |
| 3.4.3 浸入深度的确定 |
| 3.4.4 实验结果处理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 超空泡形态估计算法设计 |
| 4.1 形态估计算法知识准备 |
| 4.1.1 经典卡尔曼滤波器(KF) |
| 4.1.2 扩展卡尔曼滤波器(EKF) |
| 4.1.3 强跟踪滤波算法(STF) |
| 4.2 超空泡形态的估计算法设计 |
| 4.2.1 超空泡形态计算理论分析 |
| 4.2.2 超空泡形态估计算法设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 超空泡形态估计算法和航行体运动控制的仿真验证 |
| 5.1 空泡形态估计算法仿真比对 |
| 5.2 航行体运动稳定性验证 |
| 5.3 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 |
（9）跨声速超空泡射弹的弹道特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的来源、研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题的来源 |
| 1.1.2 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.2.1 国外研究进展 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文的主要内容 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 第二章 跨声速/介质超空化流动的数值方法研究 |
| 2.1 超空泡射弹的全弹道流场数值方法概述 |
| 2.1.1 流场基本控制方程 |
| 2.1.2 湍流模型及近壁面处理方法 |
| 2.1.3 空化模型 |
| 2.1.4 可压缩液体的物性方程 |
| 2.1.5 运动参考系与移动计算域技术 |
| 2.1.6 计算域选取、网格划分与边界条件 |
| 2.2 空中高速流动的数值方法 |
| 2.2.1 空中高速流动数值方法的试验验证 |
| 2.2.2 空中高速流动数值方法的网格无关性分析 |
| 2.3 射弹高速入水流动的数值方法 |
| 2.3.1 高速入水流动数值方法的试验验证 |
| 2.3.2 高速入水流动数值方法的网格无关性分析 |
| 2.4 跨声速超空化流动的数值方法 |
| 2.4.1 超空化流动数值方法的经验公式验证 |
| 2.4.2 超空化流动数值方法的试验验证 |
| 2.4.3 超空化流动数值方法的网格无关性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 跨声速超空化流场的数值模拟研究 |
| 3.1 跨声速超空化流场的空泡流型和阻力特性 |
| 3.1.1 液体压缩性对超空化流动的影响 |
| 3.1.2 空化数对超空化流动的影响 |
| 3.1.3 马赫数对超空化流动的影响 |
| 3.1.4 加速度对超空化流动的影响 |
| 3.1.5 跨声速流场中空泡流型及阻力特性的描述方法 |
| 3.2 水下弹道超空泡射弹流体动力特性的数值研究 |
| 3.2.1 水下弹道超空泡射弹的受力特性及其解算方案 |
| 3.2.2 超空泡射弹位置力特性的数值计算 |
| 3.2.3 超空泡射弹阻尼力特性的数值计算 |
| 3.2.4 超空泡射弹惯性力特性的数值计算 |
| 3.3 水下弹道超空泡射弹受力特性的数学描述 |
| 3.3.1 超空泡射弹的位置力特性 |
| 3.3.2 超空泡射弹的阻尼力特性 |
| 3.3.3 超空泡射弹的惯性力特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 跨声速超空泡射弹的水下弹道特性研究 |
| 4.1 水下弹道的参数定义及射弹的受力分析 |
| 4.1.1 坐标系统及运动参数的定义 |
| 4.1.2 水下弹道超空泡射弹的受力分析 |
| 4.2 考虑“空泡延迟”的水下弹道动力学模型 |
| 4.2.1 实际超空泡的轴线偏移特性 |
| 4.2.2 “空泡延迟”效应的分析与描述 |
| 4.2.3 水下弹道超空泡射弹的空间运动方程组 |
| 4.2.4 超空泡射弹水下弹道的失效判据 |
| 4.3 水下弹道超空泡射弹动力学模型的验证 |
| 4.3.1 流体动力预报方法的验证 |
| 4.3.2 流场模拟与运动仿真耦合的数值方法 |
| 4.3.3 超空泡射弹水下弹道的仿真及模型验证 |
| 4.4 水下弹道超空泡射弹的运动特性 |
| 4.4.1 水下弹道超空泡射弹的空间运动特性 |
| 4.4.2 超空泡射弹水下弹道的特性分析 |
| 4.4.3 超空泡射弹水下减速特性的预估方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 超空泡射弹的空中及入水弹道特性研究 |
| 5.1 空中弹道超空泡射弹的受力分析及动力学模型 |
| 5.1.1 空中弹道超空泡射弹的受力分析 |
| 5.1.2 空中弹道超空泡射弹的动力学模型 |
| 5.2 超空泡射弹在空中的气动力特性及运动仿真 |
| 5.2.1 空中弹道超空泡射弹气动力特性的求解策略 |
| 5.2.2 空中弹道超空泡射弹气动力特性的数值计算 |
| 5.2.3 超空泡射弹空中弹道的运动特性研究 |
| 5.2.4 初始发射条件对入水状态的影响规律 |
| 5.3 超空泡射弹入水过程的数值模拟研究 |
| 5.3.1 超空泡射弹入水弹道的范围 |
| 5.3.2 超空泡射弹在入水过程中的空泡特性 |
| 5.3.3 超空泡射弹在入水过程中的流体动力特性 |
| 5.4 超空泡射弹入水弹道的运动特性研究 |
| 5.4.1 超空泡射弹在入水过程中的动力学模型 |
| 5.4.2 超空泡射弹入水弹道的仿真及验证 |
| 5.4.3 超空泡射弹入水弹道的运动特性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 超空泡射弹的全弹道仿真及运动特性研究 |
| 6.1 超空泡射弹的全弹道仿真及试验验证 |
| 6.1.1 超空泡射弹的全弹道运动仿真技术 |
| 6.1.2 全尺寸模型的平射试验 |
| 6.1.3 平射弹道的仿真计算及试验验证 |
| 6.2 超空泡射弹的全弹道运动特性研究 |
| 6.2.1 超空泡射弹的全弹道运动参数演变规律 |
| 6.2.2 初始条件对超空泡射弹综合效能的影响规律 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结及展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 论文主要创新点 |
| 7.3 未来研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
（10）可变空化器诱导超空泡形态特征的数值研究（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 控制方程与空化模型 |
| 1.1 控制方程 |
| 1.2 空化模型 |
| 2 可变空化器 |
| 2.1 变阻力空化器 |
| 2.2 可变侧向力空化器 |
| 3 结论 |
四、水下超空泡航行体流体动力设计原理研究（论文参考文献）
- [1]跨介质航行体流体动力调控研究进展及新构想[J]. 辛万青,黄彪,魏海鹏,郝亮,尤天庆. 导弹与航天运载技术, 2021(06)
- [2]水下高速机器人舵机控制系统研究[D]. 张家峰. 长春理工大学, 2021(02)
- [3]水下高速航行体非线性控制方法研究[D]. 张梓晨. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [4]超空泡航行体非线性动力学特性与运动稳定性研究[D]. 吕一品. 南京理工大学, 2019
- [5]通气超空泡航行体非定常运动多相流动特性数值研究[D]. 王威. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [6]超空泡航行体入水纵向控制的研究[D]. 张达. 哈尔滨工程大学, 2019(09)
- [7]非全包裹超空泡航行体动力学分析与姿轨控制研究[D]. 李洋. 西北工业大学, 2018(02)
- [8]超空泡航行体运动控制中的空泡形态估计研究[D]. 王冠. 哈尔滨工程大学, 2018(01)
- [9]跨声速超空泡射弹的弹道特性研究[D]. 黄闯. 西北工业大学, 2017(01)
- [10]可变空化器诱导超空泡形态特征的数值研究[J]. 胡晓,郜冶,彭辉. 水动力学研究与进展（A辑）, 2017(02)