海洋在现代世界中扮演着至关重要的角色,研究并发展水下技术对维护我国的海洋权益,保卫我国的海洋安全具有重要的现实意义,本论文针对采用空化技术的水下航行体在水平面内的转弯机动过程进行了系统性的研究。本论文的主要研究内容由四个部分组成:一是对空化流场的相关物理现象进行了研究,为本论文的后续研究奠定基础,这一部分采用Fluent软件对流场的空化过程进行仿真;二是对航行体提供控制力及力矩的执行机构进行了选型,并确定了将控制力及力矩分配给各个执行机构执行的分配策略,这一部分采用将分配问题转化为最优问题的方式对控制力及力矩进行分配;三是对航行体在水平面内的转弯机动轨迹进行了规划,这一部分采用以考虑执行机构的输出能力为主,并辅以空化流场的相关特性的方式进行规划;四是对航行体在水平面内的转弯机动控制进行了研究,并对其进行了数值仿真,这一部分对航行体不同特性的运动通道采用不同的控制策略进行控制。本论文的创造性成果如下:一是将空化流场的相关特性融入航行体在水平面内转弯机动的轨迹规划中,使得航行体在转弯机动过程中始终处于超空泡全包裹状态;二是将遗传算法—序列二次规划算法混合优化算法应用到航行体控制力及力矩的分配过程中,提升了分配问题的求解方法的有效性;三是将倾斜转弯输出策略应用到航行体控制力的输出中,并采用极点配置的方式对该过程进行控制,验证了该方法的有效性。本论文将空化流场的相关特性融入航行体在水平面内的转弯机动轨迹规划的过程中,采用倾斜转弯的输出策略扩展执行机构输出力的作用空间,应用混合优化算法对控制力及力矩的分配过程进行求解,并针对航行体不同特性的运动通道采用不同的控制方法进行控制,最后对航行体在水平面内的转弯机动过程进行数值仿真,验证了上述思想的有效性。