变缆长拖缆AUV纵向运动建模与仿真

摘要

针对拖缆自主水下航行器(AUV)运动过程中引起的拖缆长度变化问题,采用集中质量法建立了拖缆的运动方程,根据刚体动量定理及动量矩定理建立了拖缆AUV的纵向运动方程,在此基础上补充推导了AUV拖缆运动过程的变缆长边界方程.联立拖缆运动方程、AUV纵向运动方程及边界方程得到变缆长拖缆AUV纵向运动方程.基于此方程,应用4阶Runge-Kutta法对采用相同控制律方程的无缆及有缆AUV进行了对比运动仿真.仿真结果表明,随着运动过程中拖缆长度的不断增长,拖缆对AUV的作用力不断增大,对AUV各运动参数的影响也不断增大,且对AUV轴向运动速度的影响最为明显.