强扰动环境下水下滑翔机编队稳定性分析

张润锋，杨绍琼,3，牛文栋,3，杨秀竹，高维强

(1. 天津大学 机械工程学院机构理论与装备设计教育部重点实验室，天津 300350；2. 天津大学 青岛海洋技术研究院，山东 青岛 266237；3. 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋观测与探测联合实验室， 山东 青岛 266237)

0 引 言

水下滑翔机作为一种依靠浮力驱动的新型海洋机器人，逐渐在海洋现象观测与水下目标探测应用中崭露头角[1]。随着海洋观测技术的逐渐成熟，单一的水下滑翔机观测已无法满足广域观测、同时探测的需求，因此水下滑翔机编队应用成为目前发展的趋势。美海军研究院在20 世纪90 年代构建了以水下滑翔机为核心平台的自主海洋监测网（AOSN），观测近海和沿海区域内的各种重要海洋特性，并于2000 年、2003 年和2006 年在美国蒙特利海湾进行了一系列海洋观测实验[2]；美国海洋大气署组建了综合海洋观测系统（IOOS），并于2012 年8 月成立水下滑翔机数据中心。IOOS 观测系统已经建立了持续的气候生态观测区、危机快速响应区与飓风密集区3 个常规性观测网[3]；由英国、法国等国科学家在2005 年组成的欧洲滑翔机观测站（EGO），主要目的是研究如何协调组织水下滑翔机编队，实现全球性、区域性及近海岸等不同范围内的长期海洋观测任务[4]；美国海军在2006 年建立近海水下持续监视网络（PLUSNet），用于密切监视并预测海洋环境，通过网络化协同工作，对安静型常规潜艇进行探测、分类、定位和跟踪[5]；澳大利亚在2007 年建立的综合海洋观测系统（ANFOG）负责水下滑翔机编队的运行维护，并用来对澳大利亚周边海洋和大陆架海域的物理、生化现象的观测和预报[6]；……