劉勝 王征

（哈爾濱工程大學(xué)，哈爾濱，150001）

波浪滑翔機(jī)前進(jìn)的推力全部來(lái)源于波浪運(yùn)動(dòng)，海洋環(huán)境的變化使其推力隨機(jī)變化，航行速度也難以人為控制[1]。波浪滑翔機(jī)水下?tīng)恳龣C(jī)所安裝的水翼吸收波浪能被動(dòng)翻轉(zhuǎn)，為整個(gè)裝置產(chǎn)生前進(jìn)推力。這是設(shè)計(jì)研發(fā)的重點(diǎn)[2]，水翼的運(yùn)動(dòng)如圖 1所示。水翼的擺動(dòng)攻角對(duì)波浪滑翔器的推力轉(zhuǎn)化、推進(jìn)效率有直接的影響。而現(xiàn)有的波浪滑翔機(jī)水下?tīng)恳龣C(jī)安裝的水翼均為單一控制面。在水下?tīng)恳龣C(jī)選擇和設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)調(diào)整彈簧結(jié)構(gòu)參數(shù)、水翼最優(yōu)限位角等，使?jié)擉w水翼運(yùn)動(dòng)效率達(dá)到均衡的狀態(tài)[3]。然而該潛體水翼通常只能滿足在指定的幾個(gè)工況下達(dá)到最佳性能。在波浪滑翔機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行條件下，波況狀態(tài)隨機(jī)，變化較大，現(xiàn)有設(shè)計(jì)難以達(dá)到最佳性能[4]。

圖1 波浪滑翔機(jī)運(yùn)動(dòng)原理

為提高波浪滑翔機(jī)的控制性能和能量利用效率，本文提出了一種襟翼輔助推進(jìn)的控制思想。通過(guò)為波浪滑翔機(jī)潛體水翼機(jī)構(gòu)的主水翼后緣增加襟翼裝置，將單一控制面變?yōu)閮蓚€(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的控制面，人為的控制后緣襟翼旋轉(zhuǎn)角度，進(jìn)而大幅度的改變主水翼等效攻角，使水翼產(chǎn)生的推力大小在一定范圍內(nèi)是可控的，目的是通過(guò)人為控制波浪滑翔機(jī)的推進(jìn)力，從而改善其機(jī)動(dòng)性能。

襟翼提高升力或加大力矩的思想被廣泛應(yīng)用于航空航天以及航海等領(lǐng)域[5]。目前，波浪滑翔機(jī)的水翼采用 NACA系列對(duì)稱水翼，此類(lèi)型水翼被應(yīng)用于各種撲翼機(jī)構(gòu)上。在船舶水翼舵的應(yīng)用中，文獻(xiàn)[6]提出的襟翼舵伺服控制系統(tǒng)，將舵和翼舵作為兩個(gè)獨(dú)立的控制面進(jìn)行控制。通過(guò)舵/翼舵的聯(lián)合控制，提高了舵的扶正能力，有效減少了船舶的艏搖運(yùn)動(dòng)。方亮[7]研究了舵角/翼舵角智能優(yōu)化分配規(guī)則，提出“系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)能量最小”原則下舵角/翼舵角分配規(guī)則，并用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化。孫志[8]利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)艦船舵-翼舵聯(lián)合控制中的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，較傳統(tǒng)方法顯著的降低了故障誤報(bào)率。

本文將襟翼有關(guān)思想引入到波浪滑翔機(jī)水下?tīng)恳龣C(jī)構(gòu)中，在波浪滑翔機(jī)航行時(shí)需要跨越較大面流海區(qū)或者在海流區(qū)進(jìn)行控位作業(yè)時(shí)，用于提供短時(shí)間的輔助推進(jìn)，在小能耗的情況下改善波浪滑翔機(jī)的運(yùn)動(dòng)性能。仿真結(jié)果顯示，該襟翼控制思想可有效提高波浪滑翔器航行速度。

1 波浪滑翔機(jī)動(dòng)力學(xué)模型

上海交通大學(xué)呂元博[9]結(jié)合波浪滑翔機(jī)多體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，對(duì)波浪滑翔機(jī)的三個(gè)主要部分進(jìn)行聯(lián)合數(shù)學(xué)建模，并對(duì)波浪滑翔機(jī)整體的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行計(jì)算求解。本文直接引用其模型并對(duì)潛體水翼模型進(jìn)行改進(jìn)，增加襟翼獨(dú)立控制面，驗(yàn)證本文提出方法的優(yōu)越性。

1.1 波浪滑翔機(jī)動(dòng)力學(xué)模型

水面母船隨波浪升沉過(guò)程的動(dòng)力學(xué)控制方程為

水下滑翔體隨波浪升沉過(guò)程的動(dòng)力學(xué)控制方程為

柔性纜計(jì)算模型：

以上變量參數(shù)取值均參考文獻(xiàn)[9]。

1.2 具有主動(dòng)偏轉(zhuǎn)后緣襟翼能量的提取

1.2.1 振蕩水翼參數(shù)的計(jì)算

傳統(tǒng)振蕩水翼通過(guò)起伏和俯仰運(yùn)動(dòng)從周?chē)鲌?chǎng)提取動(dòng)能?？蓪⑦\(yùn)動(dòng)形式分解為瞬時(shí)起伏運(yùn)動(dòng)h(t)和俯仰運(yùn)動(dòng)θ1：

本研究中在振蕩水翼添加一個(gè)后緣主動(dòng)襟翼控制。定義襟翼偏轉(zhuǎn)角為θ2，偏轉(zhuǎn)幅度為θj，其運(yùn)動(dòng)形式描述為

振蕩頻率通常統(tǒng)一定義為

式中，U∞為來(lái)流速度，c為弦長(zhǎng)。

瞬時(shí)俯仰系數(shù)力CY(t)與俯仰力矩系數(shù)CM(t)分別為

瞬時(shí)起伏力CPY(t)與俯仰力矩的功率系數(shù)CPM(t)分別為

總功率輸出系數(shù)與效率表示為

式中，d為水翼掃掠的最大垂直距離。

1.2.2 振蕩水翼數(shù)值模擬

計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，CFD）工作基于fluent求解，在相同的條件下模擬比對(duì)傳統(tǒng)水翼與新型襟翼水翼之間的性能。本研究中采用 NACA0018翼型，在水翼后緣 0.2c處改為尾緣襟翼結(jié)構(gòu)，計(jì)算域網(wǎng)格如圖 2所示。在俯仰中心到入口邊界的距離為 35c，到出口邊界的距離為40c，水翼主體周?chē)捎肙型網(wǎng)格，后緣襟翼采用 C型網(wǎng)格。用戶定義函數(shù)（User-Defined-Function，UDF）用于實(shí)現(xiàn)箔片的振蕩運(yùn)動(dòng)和后緣襟翼的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

圖2 具有邊界條件的計(jì)算域

圖3 水翼振蕩模型網(wǎng)格細(xì)節(jié)

本文主要研究為襟翼的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)對(duì)襟翼控制器的設(shè)計(jì)，因此水動(dòng)力數(shù)值模擬僅驗(yàn)證襟翼水翼相較于傳統(tǒng)水翼的優(yōu)越性。新型襟翼水翼水動(dòng)力效率作以下簡(jiǎn)略分析。

設(shè)定模擬條件雷諾數(shù)Re=500 000，主水翼俯仰軸Xa=1/3c，俯仰幅度θ0=75°，升沉幅度 1 m。圖 4（a）顯示了水翼在一個(gè)周期內(nèi)的平均能量提取效率。為了評(píng)估后緣襟翼的增強(qiáng)效果，研究中計(jì)算了效率差 Δη，該效率差等于后緣襟翼水翼的效率減去相應(yīng)頻率下傳統(tǒng)水翼的效率。圖 4（b）顯示了兩種水翼之間效率差值的等值線。

圖4（a） 新型襟翼水翼的能量提取效率

圖4（b） 兩種水翼在各種振蕩頻率和偏轉(zhuǎn)幅度下的效率差

圖 4（b）表明，后緣襟翼大大提高了擺動(dòng)水翼能量的提取效率。當(dāng)振蕩頻率f*接近0.2時(shí)，與相對(duì)較低的頻率相比，后緣襟翼轉(zhuǎn)動(dòng)的影響更為明顯。當(dāng)偏轉(zhuǎn)幅度θ位于 15°～30°范圍內(nèi)，能量提取性能在寬頻率范圍內(nèi)得到增強(qiáng)。

1.3 系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)能量建模

本文設(shè)計(jì)的襟翼輔助推進(jìn)控制系統(tǒng)采取和主水翼同時(shí)運(yùn)動(dòng)的控制策略，目的是使水翼整體在較短的時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)到最優(yōu)等效攻角。

水翼整體轉(zhuǎn)動(dòng)角度：

剛性襟翼控制規(guī)律表示為

式中，J為襟翼的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

將式（16）轉(zhuǎn)化為用于可計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)的式（17），計(jì)算控制過(guò)程中每時(shí)間步襟翼的運(yùn)動(dòng)角度。

2 襟翼輔助推進(jìn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文的控制設(shè)計(jì)要求為滑翔機(jī)的航速生成一個(gè)穩(wěn)定的控制器，該控制器由襟翼控制。系統(tǒng)只有一個(gè)輸出（滑翔機(jī)的航速）和一個(gè)輸入（襟翼角），但響應(yīng)也取決于滑翔機(jī)襟翼擺動(dòng)速率與攻角，而襟翼擺動(dòng)速率與攻角取決于海況。對(duì)于這種單輸入單輸出（Single-Input Single-Output，SISO）系統(tǒng)，PID設(shè)計(jì)方法有一個(gè)簡(jiǎn)單且定義明確的控制結(jié)構(gòu)。本文設(shè)計(jì)一個(gè)用于滑翔機(jī)襟翼擺動(dòng)速率控制的內(nèi)部控制器和擺動(dòng)角度控制的外部控制器?？刂品桨溉鐖D5所示。

圖5 控制系統(tǒng)總體方案

圖 5中，對(duì)于給定的期望波浪滑翔機(jī)速度設(shè)定點(diǎn)，滑翔機(jī)襟翼擺動(dòng)角度控制器根據(jù)模型輸出的反饋，確定所需轉(zhuǎn)角并輸出給滑翔機(jī)襟翼擺動(dòng)速率控制器；該角度輸入滑翔機(jī)擺角速度控制器，以控制襟翼轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間，然后輸入模型。根據(jù)波浪滑翔機(jī)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，襟翼模糊 PID串聯(lián)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。

圖6 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1 模糊PID串聯(lián)控制算法

不同海況下，波浪滑翔器水翼轉(zhuǎn)動(dòng)具體角度規(guī)律未知，且目前針對(duì)不同海況水面船的船速和與之對(duì)應(yīng)的潛體水翼的轉(zhuǎn)動(dòng)角度研究不足，因此本文針對(duì)這種不確定關(guān)系采用模糊控制算法。同時(shí)為了提高襟翼控制系統(tǒng)性能，提出“粗調(diào)+精調(diào)”的層次遞進(jìn)控制思想。即在襟翼擺動(dòng)角度控制的外部控制器使用模糊控制算法，內(nèi)部控制器襟翼擺動(dòng)速率采用 PID高精度控制。為此，設(shè)計(jì)了模糊-PID 串聯(lián)控制器，以實(shí)現(xiàn)智能控制策略。通過(guò)設(shè)計(jì)模糊控制器，使其在復(fù)雜隨機(jī)海況下，模糊控制器輸入為水面船期望速率與實(shí)際速率誤差，輸出潛體水翼的襟翼角度控制信號(hào)，把輸出角度給 PID 控制；設(shè)計(jì) PID 控制器時(shí)，對(duì)襟翼擺動(dòng)的速率進(jìn)行精確控制，并采用線性模型設(shè)計(jì)降低建模難度。從而實(shí)現(xiàn)了襟翼角度的“粗略”控制與襟翼轉(zhuǎn)動(dòng)速率的“精確”控制。

兩種控制算法的串聯(lián)，是根據(jù)各自算法作用的控制輸出量特點(diǎn)體現(xiàn)出來(lái)的，它們實(shí)時(shí)共同起控制作用，不同于簡(jiǎn)單的閾值切換控制。實(shí)質(zhì)上，模糊-PID串聯(lián)控制器相當(dāng)于一個(gè)互補(bǔ)型的智能控制器，使控制系統(tǒng)的魯棒性和控制精度都得到了改善。

2.2 模糊控制器設(shè)計(jì)

模糊推理機(jī)是模糊控制器的核心部件，它把水面船航速的e和分別變換成兩個(gè)模糊輸入變量E和EC，然后構(gòu)成模糊控制集U。本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，輸入為航速的偏差e和，輸出為襟翼的角度控制集U。分別對(duì)應(yīng)其量化因子ke、和比例因子ku。考慮到ke(t)、、ku(t)的動(dòng)態(tài)修正因子對(duì)于控制系統(tǒng)的影響來(lái)說(shuō)是非線性的，不同階段影響大小不同，并且相互影響制約。因此根據(jù)實(shí)際情況，采用粒子群算法對(duì)模糊-PID控制進(jìn)行優(yōu)化，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的最優(yōu)化問(wèn)題。

粒子群計(jì)算方法為

式中，ω為慣性權(quán)值，vij(t)是粒子i在進(jìn)化到t代時(shí)的第j維速度分量，xij(t)是粒子i在進(jìn)化到t代時(shí)的第j維位置，pbestij(t)是粒子i在進(jìn)化到t代時(shí)的第j維個(gè)體最優(yōu)位置pbesti(t)分量，pbestj(t)是進(jìn)化到t代時(shí)整個(gè)粒子群的最優(yōu)位置pbest的第j維分量，c1、c2為加速因子，r1、r2為[0,1]內(nèi)隨機(jī)數(shù)。

對(duì)于襟翼輔助推進(jìn)控制系統(tǒng)，量化因子ke(t)、、ku(t)的值影響控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。較大的ke(t)會(huì)使系統(tǒng)超調(diào)過(guò)大；較大的減小超調(diào)量，但會(huì)減慢系統(tǒng)的響應(yīng)速度；輸出比例因子ku(t)選擇過(guò)小使得系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢，選擇過(guò)大會(huì)使得系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩。為了獲取最優(yōu)的量化因子和輸出比例因子，以積分性能指標(biāo)（Integral of Time and Absolute Error，ITAE）作為尋優(yōu)目標(biāo)函數(shù)。ITAE公式表示為

粒子群優(yōu)化算法如下：

（1）初始化粒子種群。設(shè)定空間維數(shù)d=3，初始粒子N=30個(gè)，更新迭代次數(shù)t=50次，慣性因子ω∈[0.4,0.9]，并在范圍上線性變化，學(xué)習(xí)因子c1、c2∈[0,3]。

（2）進(jìn)行適應(yīng)度計(jì)算。將每個(gè)粒子的位置作為待優(yōu)化因子的參數(shù)值，通過(guò) ITAE積分性能指標(biāo)，計(jì)算各個(gè)粒子的適應(yīng)值，更新pbest和gbest的值。

（3） 調(diào)整當(dāng)前粒子的速度和位置。根據(jù)式（18）、（19）計(jì)算當(dāng)前的位置和速度。

（4）檢查算法終止。若迭代次數(shù)達(dá)到上限或者得到最優(yōu)適應(yīng)值，程序終止；否則，轉(zhuǎn)至第（2）步繼續(xù)尋優(yōu)。模糊規(guī)則表如表1所示。

表1 模糊規(guī)則集

當(dāng)波浪滑翔器處于 1級(jí)海況時(shí)，潛體水翼轉(zhuǎn)動(dòng)幅度較小，則襟翼做大幅轉(zhuǎn)動(dòng)角度，使水翼整體轉(zhuǎn)角達(dá)到理想角度；當(dāng)波浪滑翔器處于 6級(jí)以上海況，潛體水翼處于極限運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，且轉(zhuǎn)動(dòng)速率快、幅度大，此時(shí)控制器輸出指令，使水翼整體轉(zhuǎn)角減小，船速降低，以保持船體穩(wěn)定性。

在隸屬度函數(shù)選擇時(shí)，采用模糊集合的寬度越窄，則隸屬函數(shù)的偏差靈敏度、精度越高；采用模糊集合的寬度越寬，則隸屬函數(shù)的偏差分辨率較低，偏差控制靈敏度也相應(yīng)較低，控制特性較平緩，穩(wěn)定性也較好。因此，一般在誤差較大時(shí)采用低分辨率的隸屬函數(shù)，誤差較小時(shí)，宜采用高分辨率的隸屬函數(shù)。高斯性隸屬函數(shù)的平滑性較好，概念較精確，所以本文中的模糊隸屬函數(shù)均采用高斯MF型函數(shù)。

2.3 PID控制器設(shè)計(jì)

（1）本設(shè)計(jì)中襟翼最大轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ=45°，轉(zhuǎn)動(dòng)周期T=3 s，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=0.015 kg·m2，電機(jī)轉(zhuǎn)矩常數(shù)KT=0.4851 N·m/A，電機(jī)阻尼系數(shù)B=0.267。將襟翼的運(yùn)動(dòng)看成等效正弦運(yùn)動(dòng)，設(shè)其運(yùn)動(dòng)頻率為ω，即

3 系統(tǒng)仿真

在波浪滑翔機(jī)實(shí)際行進(jìn)過(guò)程中，潛體水翼可能隨海況的不同而運(yùn)動(dòng)方式不同，3種翼板運(yùn)動(dòng)方式如下：

運(yùn)動(dòng)方式 1：波浪滑翔機(jī)潛體水翼隨波浪運(yùn)動(dòng)做周期性正弦變化，對(duì)應(yīng)1～2級(jí)海況。

運(yùn)動(dòng)方式 2：波浪滑翔機(jī)潛體水翼在運(yùn)動(dòng)至平衡位置附近時(shí)，以固定攻角做純升沉運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng) 3級(jí)海況。

運(yùn)動(dòng)方式 3：波浪滑翔機(jī)潛體水翼運(yùn)動(dòng)方式為階躍信號(hào)，在水流的作用下直接變成最大角度滑翔，對(duì)應(yīng)6級(jí)以上海況。

對(duì)以上3種翼板運(yùn)動(dòng)方式編寫(xiě)函數(shù)帶入本文所建立的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行仿真。輸入 3級(jí)海況(H=0.8 m，T=4 s)下進(jìn)行仿真驗(yàn)證 3種翼板運(yùn)動(dòng)方式對(duì)波浪滑翔器前進(jìn)速度的影響。圖7為不同翼板運(yùn)動(dòng)方式下波浪滑翔器前向速度隨時(shí)間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，圖 8為對(duì)應(yīng)的水面船前向位移。藍(lán)線表示翼板正弦運(yùn)動(dòng)下的前向速度，紅線表示方式2的前向速度，黃線表示方式3下的前向速度。

圖7 三種翼板運(yùn)動(dòng)方式下前進(jìn)速度對(duì)比

圖8 三種翼板運(yùn)動(dòng)方式下水面船水平位移曲線

從圖7中可以看出，波浪滑翔器能夠獲得最佳前向速度是翼板能夠以脈沖信號(hào)形式響應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方式。3種不同的翼板運(yùn)動(dòng)方式運(yùn)動(dòng)速率的不同為本文襟翼輔助推進(jìn)提供了控制可能性。本文設(shè)計(jì)的波浪滑翔機(jī)襟翼輔助控制系統(tǒng)，通過(guò)改變潛體水翼整體的等效攻角，并控制其運(yùn)動(dòng)時(shí)間，進(jìn)而控制翼板在不同等級(jí)海況的運(yùn)動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)人為控制波浪滑翔機(jī)的航速。

由圖 7所示，水翼的運(yùn)動(dòng)方式對(duì)波浪滑翔器的航速有重要的影響。在本文所設(shè)計(jì)的海況下，水翼正弦運(yùn)動(dòng)時(shí)波浪滑翔機(jī)的前向速度最低，水翼呈階躍形式運(yùn)動(dòng)時(shí)波浪滑翔機(jī)的速度最高，以二者結(jié)合的方式波浪滑翔器的運(yùn)動(dòng)速度雖然整體上不如階躍信號(hào)，但是相差并不是很大。分析水翼正弦運(yùn)動(dòng)與階躍運(yùn)動(dòng)速度相差較大的原因可能是水翼在波峰或者波谷時(shí)，翻轉(zhuǎn)需要一定的時(shí)間，時(shí)間越短，以較大攻角行進(jìn)的時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生較大推力的時(shí)間更久，利于波浪滑翔機(jī)的前進(jìn)。因此控制襟翼轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在不影響穩(wěn)定性的前提下，應(yīng)盡可能縮短時(shí)間。

圖 8為 3種不同的翼板運(yùn)動(dòng)方式下水面船在50 s內(nèi)的位移曲線。由圖可以看出，在每個(gè)周期內(nèi)，水面船的前向運(yùn)動(dòng)曲線都有一定范圍內(nèi)的波動(dòng)，并不是勻速運(yùn)動(dòng)，與圖 7顯示的速度相印證，從一定程度上驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。

對(duì)所建立的模型設(shè)計(jì)了如圖9所示的模糊-PID串聯(lián)控制器時(shí)域仿真程序，綠色模塊分別為模糊控制與 PID控制，藍(lán)色模塊為仿真海況輸入，紅色模塊為波浪滑翔機(jī)模型。程序針對(duì)控制器對(duì)正弦、階躍信號(hào)的跟蹤控制過(guò)程的超調(diào)、上升時(shí)間、穩(wěn)態(tài)誤差、整定時(shí)間等指標(biāo)進(jìn)行比較分析。

圖9 模糊-PID串聯(lián)控制器時(shí)域仿真程序

圖10～11顯示了在文中3級(jí)海況條件下針對(duì)不同期望翼板運(yùn)動(dòng)方式控制器的控制性能，藍(lán)線代表期望輸出，紅線代表實(shí)際輸出。

圖10 在海流干擾下控制器對(duì)正弦信號(hào)的跟蹤效果

圖11 在海流干擾下控制器對(duì)階躍信號(hào)的跟蹤效果

圖 10中，角度變化相對(duì)平緩，沒(méi)有明顯的超調(diào)，并且響應(yīng)也很迅速。圖 11顯示，在階躍信號(hào)變化的瞬間，都會(huì)產(chǎn)生一定的超調(diào)，但都迅速穩(wěn)定下來(lái)。表 2給出了不同海況下傳統(tǒng)水翼與襟翼控制水翼下水面船的船速仿真結(jié)果。從表 3中可知，相較于模糊-PID控制，基于粒子群算法優(yōu)化的模糊-PID控制作用下速度響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)誤差明顯減小，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間大大縮短。

表2 不同海況下水面船船速仿真結(jié)果

表3 兩種控制作用下速度響應(yīng)的性能參數(shù)

綜上所述，本文提出的波浪滑翔機(jī)襟翼輔助推進(jìn)控制方法，可有效提高波浪滑翔機(jī)速率，且設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)具有良好的抗干擾和自適應(yīng)性能。

4 總結(jié)

襟翼輔助推進(jìn)系統(tǒng)并不是實(shí)時(shí)工作，而是在特定情況下（如需進(jìn)行增加動(dòng)力或者控位作業(yè)），通過(guò)控制器發(fā)出指令，執(zhí)行相關(guān)動(dòng)作，在小能耗的條件下，改善波浪滑翔機(jī)弱機(jī)動(dòng)性。本研究通過(guò)建立波浪滑翔機(jī)動(dòng)力學(xué)模型，并帶入 POS-模糊-PID串聯(lián)控制器時(shí)域仿真程序，得出以下結(jié)論：

（1）利用襟翼來(lái)增加波浪滑翔機(jī)潛體水翼等效攻角有利于提高波浪滑翔機(jī)的推進(jìn)力。

（2）襟翼輔助推進(jìn)系統(tǒng)可以改變翼板運(yùn)動(dòng)方式，有利于提升波浪滑翔機(jī)的機(jī)動(dòng)性。

（3）本文設(shè)計(jì)的 POS-模糊-PID控制器采用“粗調(diào)+精調(diào)”的思想，不僅具有良好的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)效果，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于工程實(shí)現(xiàn)。