[发明专利]一种高速两栖车海豚运动稳定性智能控制方法

权利要求书

1.一种高速两栖车海豚运动稳定性智能控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1，根据目标两栖车和压浪板模型建立车辆静水高速直航运动仿真模型；

步骤2，根据车辆纵向稳定性的影响因素，在各影响因素的变动范围内选取样本点，采用步骤1建立的所述车辆静水高速直航运动仿真模型计算得到高速下的车辆纵向运动参数时历，利用所述车辆纵向运动参数时历分析得到稳定性数值特征，将各样本点及其对应的所述稳定性数值特征组合建立分类识别数据库；

步骤3，利用支持向量机分类识别方法对步骤2所建立的分类识别数据库进行分类识别，得到目标分类结果；

步骤4，使用步骤3得到的目标分类结果作为高速运动下车辆纵向稳定性的判别依据，控制车辆压浪板角度的调节，完成高速下车辆稳定性的控制调节。

2.根据权利要求1所述的高速两栖车海豚运动稳定性智能控制方法，其特征在于，所述步骤2包括下述步骤：

步骤2.1，将重心纵向位置参数l_xg、体积傅氏数Fr_▽和压浪板的下旋角度α作为车辆纵向稳定性的影响因素，根据各影响因素变动的范围，建立车辆纵向运动稳定性的参数设计空间；

步骤2.2，采用拉丁超立方抽样方法在步骤2.1所建立的所述车辆纵向运动稳定性的参数设计空间内抽取样本点参数形成一次输入参数集；

步骤2.3，将所述一次输入参数集中的样本点参数分别输入步骤1所述的车辆静水高速直航运动仿真模型进行计算，得到一次仿真输出结果，即收敛后的车辆纵摇角时历θ(t)与升沉时历z(t)；

步骤2.4，根据步骤2.3所得的一次仿真输出结果得到一次输入参数集各样本点对应的稳定性数值特征；

步骤2.5，将所述一次输入参数集中的各个样本点及其对应的稳定性数值特征组合得到所述分类识别数据库。

3.根据权利要求2所述的高速两栖车海豚运动稳定性智能控制方法，其特征在于，所述步骤2.4中的所述稳定性数值特征为：若样本点对应输出的纵摇角时历θ(t)与升沉时历z(t)均不具有特定频率的振荡，即判定该样本点对应的车辆运动姿态保持稳定，记该样本点对应的稳定性数值特征为‘1’，否则记为‘-1’。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的高速两栖车海豚运动稳定性智能控制方法，其特征在于，所述步骤3包括下述步骤：

步骤3.1，以步骤2所建立的分类识别数据库为对象，采用基于线性核函数的支持向量机模型进行分类学习，得到初始分类超平面；

步骤3.2，在所述初始分类超平面上随机选取样本点组成二次输入参数集，将所述二次输入参数集中的样本点参数输入所述车辆静水高速直航运动仿真模型，输出二次仿真结果，根据所述二次仿真结果得到所述二次输入参数集中的各个样本点对应的稳定性数值特征，并将所述二次输入参数集中的各个样本点及其对应的稳定性数值特征纳入所述分类识别数据库；

步骤3.3，以步骤3.2所得分类识别数据库的样本点及其对应的稳定性数值特征为对象，采用基于多项式核函数的非线性支持向量机模型，进行二次分类识别，得到二次分类超平面，将所述二次分类超平面向具有稳定特征的数据一侧平移，得到目标分类超平面，并将所述目标分类超平面的方程作为分类结果。

5.根据权利要求4所述的高速两栖车海豚运动稳定性智能控制方法，其特征在于，所述步骤4包括下述步骤：

步骤4.1，将所述目标分类超平面的方程输入车辆的稳定性控制模块，作为压浪板角度调节的依据；

步骤4.2，将重心纵向位置参数l_xg以及实时监测的航速结果换算的体积傅氏数Fr_▽参数一起代入所述目标分类超平面的方程，计算得到压浪板的目标下旋角度α,并输出控制信号给压浪板调节装置；

步骤4.3，所述压浪板调节装置根据所得目标下旋角度控制压浪板进行旋转动作，完成高速下车辆航行稳定性的控制调节。

6.根据权利要求1所述的高速两栖车海豚运动稳定性智能控制方法，其特征在于，将车辆在实际航行中关于航行稳定性的有效样本数据作为补充添加到所述分类识别数据库中，重复步骤3-步骤4，完成高速下车辆航行稳定性的控制调节。

7.根据权利要求1所述的高速两栖车海豚运动稳定性智能控制方法，其特征在于，所述步骤1包括下述内容：

创建伴随两栖车运动的重叠区域和模拟运动环境的背景区域，车辆表面网格尺寸取车辆长度的1‰，表面Y+值取50进行网格划分，区域界面之间插值使用“加权距离”属性；

基于RANSE方程进行流体的连续性与动量守恒控制，引入剪切应力传输k-ω两方程湍流模型，使得控制方程封闭可解，采用有限体积法进行控制方程的离散，其中对流项使用“二阶迎风”插值格式，扩散项的离散采用“中心差分”格式；

车辆的运动开放纵摇与升沉两自由度，基于车辆质心平移及围绕质心旋转的流体动力与自身重力的平衡求解两自由度的运动状况；

基于库朗数等于0.5的准则确定迭代时间步长，并采用Simple分离式算法进行求解，得到车辆的纵摇与升沉时历结果。