全權潛艇控制技術研究

李小龍，郭隆華，左艷軍

(1.中國人民解放軍91278 部隊，遼寧 大連116041;2.中國船舶重工集團 第七一四研究所，北京100012)

0 引 言

全權潛艇控制系統是一種綜合控制器，涵蓋了潛艇全速度范圍(包括反向速度)的所有水平操縱與潛浮控制需求，包括如下功能:

1)深度控制;2)縱搖控制;3)航向控制;4)平衡與補償;5)手動控制;6)失衡狀態估計;7)推進控制。

傳統的控制方法是對上述控制分別實施，其缺點是控制過程不連續，而且控制方案也不是最優。全權潛艇控制系統的概念是在初期的設計階段就使整個潛艇的性能達到最優，即:

1)集成的控制系統能夠減少控制人員數量、復雜程度及全壽期成本;

2)轉向與潛浮控制方案可統一設計，減少設計成本;

3)接口數量較少，使軟件容易集成;

4)全權潛艇控制系統的便攜式特征能夠在多個位置控制潛艇，還可以用于控制無人潛航器;

5)關鍵時刻的深度變化不需要手動的平衡與補償;

6)全權潛艇控制系統基于開放式結構，可以即插即用，能夠大幅縮短由于維護而停機的時間。

1 傳統的潛艇操控臺

傳統的潛艇水平操縱與潛浮控制由不同的控制器來完成。典型的配置如圖1所示，從圖中可以看出，每種不同運動的控制回路并行，它們之間沒有任何數據交換。傳統的潛艇控制系統沒有通用接口，不同運動的控制器都從潛艇的各個系統獲得數據，因此存在大量的重復工作。以深度控制為例，需要同時執行多個單獨的控制功能，由于不同的控制回路擁有不同的控制功能，因此潛艇的機動效果被抵消，使控制效果變得很差。……