潜望镜深度潜艇动力学的数学建模与运动仿真

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潜望镜深度运动是潜艇的一个很重要的航态。潜艇在潜望镜深度航行时,会受到来自波浪的干扰力,其操纵非常复杂,因而改善潜望镜深度的操纵训练有着很重要的意义。本文采用波浪频谱的方法来计算波浪对潜艇的作用力和力矩,然后将干扰力叠加在深水中航行的潜艇运动方程上,得到在一阶和二阶波浪力干扰下的潜艇垂直面上的动力学模型。对于已经建立好的模型,使用龙格-库塔法来求解方程,得到潜艇状态参数的仿真曲线,对潜望镜深度的潜艇操纵规律进行分析。最后在潜艇航行训练模拟器三维视景仿真中,给出把三维模型投影到屏幕坐标系当中的方法,并且在三维场景下进行潜艇的运动仿真,利用OpenGL在VC++环境下来实现,计算机仿真结果与潜艇的实际运动相符合。
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