无动力运载器水弹道特性计算

针对无动力运载器浮心重心距、发射离管速度和折叠尾翼解锁距离3种设计要素参数值一定的变化范围,对一种无动力运载器的水弹道特性分别进行了仿真计算和分析比较,获得了3种设计控制参数变化对运载器出水速度、俯仰姿态及弹道袋深等的影响趋势,对水下运载器性能设计具有一定指导作用。     

潜艇导弹水下弹道仿真研究

运用水下仿真技术,对系统采集的数据进行处理研究;建立运载器水下运动的数学模型;研究复杂环境条件对发射瞬间状态、水下弹道、出水姿态的影响;通过仿真技术较准确地预测和分析了运载器水中弹道。     

双欧控制法在运载器水弹道中的应用

潜射导弹运载器采用水平发射、垂直出水攻击方式时,常规的水弹道控制系统因欧拉姿态角奇异等问题难以正常工作。采用正反欧拉角2套姿态描述系统,利用各自的奇异特点,设计了在弹道初始阶段利用正欧拉角控制规避和爬升弹道、末期利用反欧拉角精确控制出水俯仰角至90的双欧拉控制法,并进行了仿真试验。仿真结果表明,利用双欧拉控制法既可以保证弹道数据的直观性,又可大幅提高运载器出水俯仰角的控制精度。该方法不但可以用于运载器水弹道控制方案设计,亦可用于同类别的涉及大姿态机动的控制系统设计。     

潜射飞航导弹水下运载方案及弹道计算

本文提出了潜射飞航导弹的有动力有控运载器水下发射方案,讨论了水下弹道的计算方法,给出了计算结果,分析了海浪干扰、发射深度、初速度、扇面角及控制规律等因素对水下弹道和出水参数的影响,得到了有动力有控方案优于无动力无控方案的结论。     

火箭助飞鱼雷水下水平发射弹道设计

为了实现火箭助飞鱼雷采用潜艇鱼雷发射管发射，对火箭助飞鱼雷的水下水平发射的有关问题进行了探索性研究，设计了火箭助飞鱼雷运载器的总体方案并进行了弹道规划，提出了火箭助飞鱼雷倾斜出水并偏航避艇的水下弹道运动方式。运用动量和动量矩定理，在运载器体坐标系下建立了运载器的6自由度弹道数学模型，提出了相应的弹道控制规律，并在MATLAB／Simulink环境下对火箭助飞鱼雷运载器的水下弹道进行了数值仿真，结果表明，火箭助飞鱼雷的总体方案及弹道规划方案可行，通过操舵控制可以实现运载器倾斜出水并偏航避艇的设计要求。     

iSIGHT在运载器出水弹道优化设计中的应用

在无动力潜射导弹运载器大深度发射出水弹道设计中,由于设计参数众多,约束条件复杂,手工进行时序弹道控制方案设计与调优是一件十分繁琐的工作,需要很多的经验与技巧,且不能保证获得最优控制方案。该文采用多学科集成优化设计软件iSIGHT对出水弹道控制方案优化设计进行了建模与研究,不仅实现了设计过程的自动化,提高了设计效率,而且获得了性能优化的出水弹道控制方案,为运载器出水弹道性能的改进设计提供参考。     

潜射捕鲸叉导弹运载器混合水弹道重现法的研究

为给皇家海军潜艇发射武器提供充分的依据,制定了发射排载鉴定筒即潜射捕鲸叉导弹运载器的试验研究计划。在这些试验研究中,提出了一个六自由度的水下弹道重现研究法。这个方法是利用一个由加速度传感器、姿态陀螺仪和磁带记录装置组成的混合测量系统来研究试验运载器的水下弹道,并用绝对静压数据来重现潜艇发射这种鱼雷形试验运载器的水下弹道。本文所述重现法的研究,不仅阐述初期运载器试验中使用姿态速率陀螺和加速度传感器的数据重现水下弹道的有关问题,以及如何用混合法来解决这些问题,而且还阐述根据试验运载器所记录的水下弹道数据和研究计算机对弹道重现程序的有关问题,并推导了计算机程序规则所使用的主要计算公式     

基于MATLAB/Simulink的潜射导弹运载器水弹道仿真

基于MATLAB／Simulink模块化仿真方法，建立了潜射导弹运载器水弹道的仿真模型，开发了仿真软件。模型与软件适用于不同发射条件与复杂力学环境下各种运载器的水弹道预报、设计与仿真研究。对某型潜射导弹运载器进行了水弹道设计与仿真，并进行了海试验证。两者结果进行的比较表明，水弹道的设计是成功的，仿真精度满足工程应用要求。     

潜射航行器的水下弹道模拟

水下无控航行的研究是有控弹道设计的基础.为研究航行器从水下发射到出水前的弹道特征及影响因素,基于鱼雷航行力学导出了水下潜航的弹道方程,分析了舵面固定的水下无控航行器的作用力.弹道曲线的预测为航行器试验模型质心位置选取提供了依据,计算结果与试验符合良好.     

航行体出水俯仰双态特征研究

水下航行体垂直发射水弹道参数设计是水下发射技术研究的重要内容。在试验研究中发现,水下垂直发射时出水过程水弹道会出现俯仰双态特征,为了分析出水姿态变化规律,基于水下垂直发射水弹道理论模型并结合试验结果,对造成出水俯仰双态特征的机理进行了分析,获得了造成出水俯仰双态的原因及影响规律,为水弹道规律研究和参数设计奠定了基础。     

水下航行体充气上浮仿真方法研究

为研究气囊展开对水下航行体充气上浮过程中的姿态变化以及运动轨迹的影响,提出一种多学科协同仿真方法。建立水下气囊的展开动力学模型,基于控制体积算法获得气囊充气展开过程的体积膨胀率曲线;在保持气囊体积膨胀率等效的条件下,建立可以同时耦合航行体6自由度刚体运动和气囊局部变形的水动力模型,并基于Navier-Stokes方程进行计算。通过仿真计算,得到水下航行体充气上浮的精细化过程,并获得水下航行体上浮时合力分量的时间历程曲线和姿态变化数据。结果表明：气囊的增浮作用能有效实现航行体的上浮回收;在上浮过程中,由于漩涡结构的不对称性使得航行体受到一定侧向力的作用,上浮时处于螺旋上升过程;上浮时,航行体会受到水流提供的竖向力作用,因此为加快上浮,上浮前应尽量调整航行体的攻角为正。     

基于浮力补偿的水下无人平台低速状态最优控制研究

针对无人水下作战平台(UUV)低速状态受扰动后带来的稳定控制困难问题,提出了一 套行之有效的最优控制策略。通过建立UUV 纵平面运动数学模型,并对模型进行线性化处理,得 到了水平舵和浮力补偿双输入系统状态方程,进而设计了一种基于浮力补偿的线性二次型最优控 制方案。通过仿真实例,与经典控制方案进行了比较,结果表明,最优控制方案调节时间可以缩短 一半,能更快、更有效地实现扰动后的系统状态稳定,从而验证了该方案的可行性和优越性,为无人 水下作战平台低速状态载荷投放稳定控制提供了理论参数依据。     

舵机反馈电压自动判读方法

遥测参数的判读工作是火箭测试发控工作中的重要环节,它直接关系到各分系统的状态评定及可靠性的优劣。长期以来,对遥测参数的判读多由人工来完成,这种人工判读的方法不仅耗时较长,且很难对遥测得到的数据信息进行全面的判读。以舵机反馈电压为例,介绍了一种基于模型化的自动判读方法,并通过对舵机所在的姿态控制系统及相关误差源进行建模和仿真,验证了模型化自动判读方法的可行性。     

大水深垂直发射航行器水弹道稳定性分析

为使航行器在水下运动姿态及轨迹不偏离理论弹道,对大水深自浮式垂直发射航行器弹道稳定性进行研究。结合水下发射航行器运动稳定性理论分析方法,对其进行稳定性数值仿真分析,针对浮力项在航行器自浮式垂直发射过程中对弹道稳定性所起的作用,研究航行器浮心位置对水弹道稳定性的影响。结果表明：对于静不稳定的航行器,浮心位置设计必须在质心前,并满足浮力矩可以抵抗定常流体力矩干扰才能满足航行器的稳定性要求。该研究为航行器流体结构布局设计和水弹道稳定性设计奠定了基础。     

基于EASY5的AUV热动力系统建模与仿真

在实现水下航行器的智能化,优化弹道,提高技战性能等方面,水下航行器热动力装置采用闭环控制相对于开环控制具有明显的优势。该文以新型多速制燃料流量闭环控制水下航行器热动力系统为原型,研究了基于EASY5的水下航行器热动力系统建模与仿真,建立了仿真对象的数学模型和规范的模块化仿真模型,进行了水下航行器热动力系统设计工况（稳态）、启动过程及变工况的实时仿真。通过将仿真结果与水下航行器台架试验数据进行对比分析,结果表明,所建立的模型较为完整、准确,仿真运行可靠,研究成果满足工程需求。     

基于MPC-MFAC的双侧独立电驱动无人履带车辆轨迹跟踪控制

简化模型带来的模型失配以及外部环境不确定性是导致轨迹跟踪误差的主要原因,尤其对于无人履带车辆,其复杂的物理特性和工作环境更放大了两大因素的不利影响。针对该问题,将基于模型和基于数据的控制方法结合起来,提出一种基于模型预测控制结合无模型自适应控制补偿的双侧独立电驱动无人履带车辆轨迹跟踪控制方法。在平衡建模准确度和求解耗时的基础上,利用模型预测控制进行前馈求解。针对模型预测控制中简化模型与车辆实际模型之间必然存在的差异以及环境不确定性,基于动态跟踪效果构建无模型自适应控制算法进行补偿,即利用车辆实际轨迹与模型预测所得轨迹之间的误差,对模型预测控制求解的两侧履带速度控制量进行实时修正。仿真实验结果表明,该方法能够在一定程度上抑制系统内外部不确定因素的影响,提高动态环境下双侧独立电驱动无人履带车辆轨迹跟踪控制的精度。     

无人水下航行器发射鱼雷初始弹道分析

为分析鱼雷从无人水下航行器发射后的航行安全性,建立了鱼雷发射后的初始弹道模型并进行了仿真,分析了鱼雷发射参数对初始弹道的影响,确定无人水下航行器发射某型鱼雷的合理参数,并进一步分析了初始弹道中鱼雷的航行姿态以确保结论的正确性.仿真结果表明在合理设置发射参数的前提下,鱼雷从无人航行器发射后初始弹道符合战场环境的要求,无人水下航行器发射鱼雷是完全可行的.