潜艇操纵运动分叉突变特性

为研究潜艇失稳现象发生的机理，对潜艇垂直面操纵运动进行非线性建模，并利用分叉与突变理论方法对运动稳定性进行分析。利用中心流形理论将潜艇运动方程约化到包含原系统全部动力学特性的低维系统，分别对静态分叉和动态分叉引发的状态突变进行了分析，并通过数值仿真验证。仿真结果证明：潜艇在垂直面内以高速大舵角作强机动时将发生跨临界分叉和Hopf分叉，并导致系统状态在分叉点处产生突变。此现象揭示了潜艇动力学模型中非线性项的影响，并为操纵控制系统的设计提供了必要理论依据。