聂海英 丁风雷 刘 军

（1.海军潜艇学院研究生队 青岛 266042）（2.海军潜艇学院作战指挥系 青岛 266042）（3.海军潜艇学院训练部潜艇模拟器训练中心 大连 116023）

1 引言

高压气是潜艇操艇系统的重要组成部分，其使用时机非常关键，是否使用高压气是潜艇操纵人员需要考虑的关键问题；潜艇高压气的使用具有不可逆和非连续性，故高压气使用和控制必须把握三个时间点：供气时机、停止供气时机和解除气压时机［1］。利用传统的PID控制方法对高压气进行自动控制，其可能性很小。模糊控制是一类应用模糊集合理论的控制方法，尤其是当受控对象含有不确定性，而且很难用常规非线性控制理论处理时更为有效。根据潜艇高压气控制特点，采用模糊控制是合理的选择。同时综合利用潜艇指挥员的操纵经验，设计模糊控制器对潜艇高压气进行控制，当舱室破损时，自动实现供气、停止供气和解除气压。

2 潜艇基本运动控制模型

本文采用垂直面操纵非线性方程作为潜艇基本运动控制模型［2］，其表达式如下：

3 潜艇高压气模糊控制器

模糊控制器的结构［3］如图1中虚线所示：

图1 潜艇高压气模糊控制器

3.1 隶属函数确定

模糊控制器选用多输入—单输出模糊控制器，它的四个输入分别为纵倾θ、纵倾变化率、深度差Δζ和深度变化率。输出量为高压气控制信号U。

纵倾θ的模糊集为：｛NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB｝；论域为：｛－6，－5，－4，－3，－2，－1，0，1，2，3，4，5，6｝。

深度差Δζ的模糊集为：｛NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB｝；论域为：｛－3，－2，－1，0，1，2，3｝。纵倾变化率θ·的模糊集为：｛NB，NS，ZO，PS，PB｝；论域为：｛－3，－2，－1，0，1，2，3｝。

控制信号U 的模糊集为｛NB，NM，NS，NZ，ZO，PZ，PS，PM，PB｝；论域为：｛－4，－3，－2，－1，0，1，2，3，4｝。

表1 模糊变量θ的赋值表