四元数在水下航行体运动建模中的应用

• 作者: 唐国元 徐正武 邓智勇 黄永忠 黄道敏
• 来源期刊: 中国舰船研究
• 学科: 交通运输
• 关键词: 四元数 控制力矩陀螺 水下航行体 运动模型
• 年，卷（期）: 2014,（2）
• 页码范围: 12-16,29
• 页数: 6页
• 分类号: U674.76
• 字数: 4008字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1673-3185.2014.02.003

摘要

针对一类以控制力矩陀螺（CMG）为姿态控制执行机构的水下航行体，考虑到其大角度机动时姿态描述矩阵可能会出现奇异的问题，建立了与其相适应的运动模型。首先，通过引入四元数来建立运动学方程，并给出四元数与欧拉角之间的关系。随后，在建立动力学方程时，将水下航行体视为由水下航行体和CMG组成的多刚体系统，并使用四元数来代替动力学方程中的欧拉角项。最后，使用龙格库塔法对所建立的模型进行仿真。仿真结果表明，所建立的模型能有效避免使用欧拉角方法建立模型时所产生的奇异问题。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	唐国元	华中科技大学船舶与海洋工程学院	37	173	8.0	11.0
2	邓智勇		19	109	6.0	10.0
3	黄永忠	华中科技大学船舶与海洋工程学院	37	39	3.0	4.0
4	徐正武	华中科技大学船舶与海洋工程学院	2	14	2.0	2.0
5	黄道敏	空军预警学院电子对抗系	9	15	3.0	3.0