1、隨著各國經(jīng)濟發(fā)展重點向海洋的轉(zhuǎn)移,海洋的地位日益提高,而潛艇作為海上作戰(zhàn)的主要武器之一,一直受到各國海軍高度重視。現(xiàn)代水下作戰(zhàn)空間的不斷擴大和反潛探測手段的日益提高,對潛艇操控性能也提出了更高的要求,現(xiàn)代潛艇需要具備更高的機動性、更低的噪聲和更長的續(xù)航能力,因此,研究高效、安全和低噪聲的潛艇控制系統(tǒng),對發(fā)揮武器作戰(zhàn)系統(tǒng)能力,提高潛艇的安全性、隱蔽性以及減輕成員工作強度都具有十分重要的意義。而潛艇在水下的空間運動本質(zhì)上是一個非線性、水平面

2、和垂直面運動的強耦合性、自身動力學參數(shù)隨外界環(huán)境變化的時變系統(tǒng),同時由于受到外界海浪和海流的影響,潛艇水下運動具有很強的不確定性,這些都給系統(tǒng)的精確和穩(wěn)定控制提出了難題。要想提高潛艇系統(tǒng)的控制性能,就必須要在設(shè)計控制系統(tǒng)控制器時分析系統(tǒng)的不確定性,并在設(shè)計過程中予以考慮,因此專門用于分析和處理具有不確定性系統(tǒng)的魯棒控制在潛艇控制中得到了廣泛應用和深入研究。
　　 潛艇水下運動是一種復雜的空間運動,具有慣性大、非線性強、環(huán)境干擾復

3、雜和參數(shù)時變的特點,難以用精確的數(shù)學模型來描述。在控制系統(tǒng)設(shè)計中要考慮系統(tǒng)在不確定性存在的情況下,反饋控制器是否仍能滿足控制要求,這種情況下,經(jīng)典控制理論便顯得無能為力了,而魯棒控制正式針對這種控制系統(tǒng)而提出的,從綜合原理考慮,魯棒控制是一種適合實現(xiàn)潛艇空間運動操縱控制的方法,而且經(jīng)過多年發(fā)展,魯棒控制領(lǐng)域已經(jīng)取得了許多重要研究成果,形成了若干可以用來進行系統(tǒng)分析和綜合控制的理論方法,具有很好的理論基礎(chǔ),因此,我們將魯棒控制應用于潛艇操

4、縱控制系統(tǒng)。
　　 本論文以潛艇六自由度空間模型為基礎(chǔ),結(jié)合姿態(tài)輔助方程,代入水動力系數(shù)得到潛艇空間運動線性化模型,運用常規(guī)PID控制、模糊自適應PID控制和H∞魯棒控制三種控制方法分別設(shè)計控制器,并在MATLAB2010環(huán)境下進行系統(tǒng)仿真,得到仿真輸出,并進行對比分析。之后將利用H∞狀態(tài)反饋控制方法針對潛艇的變深和定深兩個過程分別設(shè)計的控制器應用于原始的非線性模型,對變深和定深兩個過程分別控制,變深過程中采用定角下潛控制器進行