基于Simulink的高空空投AUV全弹道仿真系统设计与验证

本文主要探讨了基于Simulink的高空空投AUV（Autonomous Underwater Vehicle，简称AUV）全弹道仿真系统的研发。高空空投AUV是结合了高空滑翔与水下自主航行的新型水下航行器，其设计灵感来源于"高空反潜武器概念"（HAAWC），旨在应对潜艇防御技术提升带来的挑战。在传统的AUV基础上，通过添加滑翔翼装置，使AUV能在高空被投放并远程滑翔至目标区域执行任务，如侦察或攻击。 作者首先介绍了AUV的基本特征，如无拖缆、自带动力、在三维空间自主航行，以及它在民用和军事领域的广泛应用，特别是在反潜作战中的潜力。美国海军在2007年的实验验证了高空空投AUV的技术可行性，但中国在这方面仍处于初级阶段，因此仿真技术在此时显得尤为重要。 本文的核心内容是建立了一个六/九自由度的仿真模型，涵盖了滑翔、减速和水下阶段的运动特性。具体来说，仿真了AUV在翼面组件升力作用下的自由滑翔弹道和圆形降落组件引导下的减速过程。设计了针对AUV水下偏航与深度控制的控制器，并通过闭环控制仿真验证了AUV能够按照预设轨迹在水下航行。 通过Simulink平台，该仿真系统能够精确且迅速地模拟AUV的运动弹道、姿态、速度和加速度等关键参数，对于全弹道组件的设计、性能分析以及控制器的优化和验证具有重要的参考价值。这项研究有助于推动中国在高空空投AUV领域的理论研究和技术发展，为实际应用提供了有力的工具支持。 本文不仅介绍了高空空投AUV的原理和现状，还展示了如何通过计算机仿真技术对其进行高效的设计和测试，这在现代信息技术驱动的军事和海洋探测领域具有显著的意义。