激光尾流制导后向散射信号的仿真

为研究激光尾流制导工作机理,对水下航行器全航程探测舰船气泡尾流过程中激光后向散射信号进行了建模仿真,建立了舰船尾流数据模型和尾流气泡后向激光散射模型,并在此基础上编制了光尾流制导信号仿真软件,通过调用蒙特卡洛仿真引擎和典型水面舰船尾流数据,计算获得了5种典型的美国海军主力作战舰艇尾流在各种仿真参数条件下的后向激光散射信号曲线,仿真结果展现了不同条件下激光散射信号特征,解决了光尾流制导试验过程中实际舰船尾流和海水环境等试验条件难以复制模拟等问题,为激光尾流制导技术提供了判别依据。     

舰尾流下自动着舰进场动力补偿的仿真与分析

着舰过程中舰尾流影响舰载机高度和速度,造成着舰偏差,甚至会导致复飞。针对舰尾流造成舰载机自动着舰落点精度差的问题,本文首先介绍传统速度恒定动力补偿、迎角恒定动力补偿2种方案,并对迎角恒定动力补偿控制方案进行改进,减小纵向高度通道与速度通道的耦合程度,降低舰尾流对下滑道控制精度的影响。通过数学仿真对比了3种方案抑制舰尾流稳态分量的效果。仿真结果表明,改进的迎角恒定动力补偿方案能够有效抑制舰尾流垂直分量的影响,并能够改善舰尾流水平分量的影响。     

直升机着舰动力学特性仿真

介绍了直升机的着舰过程,确定了着舰动力学分析的基本假设．建立了直升机一舰船虚拟样机模型,施加约束并对作用于直升机的操纵力进行了定义;将舰船起降平台的6自由度运动均简化为简谐运动．对建立的模型进行仿真运算,分析了着舰时直升机重心及机体姿态的变化规律,为直升机着舰模拟器的先期技术论证提供了参考．     

舰载无人直升机着舰控制引导系统

海洋环境多变、舰船空气尾流场复杂,舰载无人直升机着舰危险系数高、事故率高,这就使得无人直升机舰面起降具有很大的风险。因此,舰载无人直升机自主着舰引导与控制系统是无人直升机成功着舰的关键。结合国内外舰载无人直升机着舰技术现状,研究了其着舰流程和着舰引导与控制系统方案组成及原理,并对自主着舰关键技术进行了研究和总结。     

舰载机自动着舰控制系统设计与仿真

为了进一步提高着舰精度,针对具有舰尾流扰动、参数不确定以及非线性干扰的着舰控制问题,设计L1自适应增广控制器.该控制器具有分段连续自适应律,用于补偿着舰纵向内回路中存在的舰尾流干扰和不确定性的不利影响.将其应用到舰载机自动着舰纵向控制系统.仿真结果表明:L1自适应控制器能够处理参数不确定性等不利情况,并且具有抑制稳态尾流的能力,实现了自动着舰轨迹精确跟踪控制.     

地面效应对着舰精度的影响及操控策略

通过分析地面效应的产生机理及对舰载飞机着舰末段过程的影响,估计了一种由地面效应引起的着舰误差的计算方法。利用该方法对某型舰载飞机的着舰误差进行了计算,结果表明：地面效应引起的着舰误差不容忽视。并分析了应对着舰时地面效应的操纵控制策略。     

基于改进动态逆的纵向着舰控制律设计

：针对舰尾气流和甲板运动影响着舰精度的问题,提出一种基于自适应动态逆的纵向着舰控制律设计方法。 建立舰载机模型、舰尾流和甲板运动模型,基于自适应动态逆控制设计纵向自动驾驶仪,并在Lyapunov 稳定意义下 证明了控制器的稳定性;设计着舰导引律和迎角恒定的动力补偿器;采用Monte Carlo 模拟方法对建立的自动着舰控 制系统进行仿真验证。仿真结果表明：该自动着舰控制律具有更好鲁棒性,能够削弱舰尾流和甲板运动的影响,提 高了着舰的精度。     

飞机着舰轨迹稳定性及飞行员操纵策略研究

针对舰载机着舰时操纵性下降等问题,通过对飞机受力分析及动态仿真,得到着舰条件下保持飞机轨迹稳定性的方法,并对飞行员控制飞机着舰的操纵策略进行了探索。以 F/A-18舰载机为例,结合小扰动方程,分析了飞机在下滑时仅操纵升降舵无法跟踪航迹的原因,分析飞机各参数对升降舵及油门杆的跟踪响应情况,给出了着舰时飞行员消除高度误差操纵策略,并运用 Matlab/Simink 软件仿真了飞机在低动压下的纵向响应特性。仿真结果表明,利用操纵油门杆来消除下滑时的高度误差的操纵策略是可行有效的。     

舰载机纵向自动着舰控制系统设计

LQG/LTR是一种现代多变量频域设计方法,它以良好的鲁棒性能和解耦特性得到广泛应用。文中讨论了舰载机纵向自动着陆控制系统的控制规律、引导控制律的设计方法,并用LQG/LTR方法设计着舰控制系统的控制律。在考虑大气干扰、舰尾流和甲板运动的条件下,以某飞机为例,对其纵向自动着舰控制系统进行分析、设计与仿真,结果表明采用LQG/LTR方法设计的控制器具有较好的鲁棒性,并且具有良好的效果。     

基于增量动态逆的无人机着舰控制方法

针对舰载无人机着舰过程中的甲板运动、舰尾流等问题,提出一种基于舰机相对运动的舰载无人机增量动态逆着舰控制方法。在舰机相对运动和相应几何关系的基础上,推导出甲板运动情况下的相对下滑角与绝对下滑角之间的数学关系,从而实现对理想着舰轨迹线的精确跟踪;设计增量动态逆控制律,在充分利用测量信息的基础上摆脱对模型精度的过度依赖,在保证跟踪精度的同时能够有效降低计算负荷。仿真结果表明：该方法能够精确跟踪理想着舰轨迹,有效降低甲板运动对着舰精度的影响,同时设计的增量动态逆控制器具有较强的鲁棒性。     

航母编队协同防空作战目标威胁评估

为准确判断来袭目标的威胁程度,使舰艇编队取得最佳的拦截效果,构建一种基于云模型的航母编队协同防空作战目标威胁评估模型。通过分析防空作战威胁评估因素,从攻击能力、攻击意图、攻击速度和舰艇相对价值这4个方面构建威胁评估指标体系,利用每艘舰艇的价值隶属度不同,计算出空袭目标对整个编队的威胁排序,并进行仿真验证。仿真结果表明：该模型能对数据进行合理处理和有效融合,准确快速地得出结果,为航母编队防空作战决策提供一定参考。     

航母编队防空作战中预警机预警探测模型分析

为提高航母编队防空作战中预警机预警探测能力,建立一种航母编队防空作战中预警机预警探测模型.从航母编队防空作战中使用预警机的必要性入手,建立了航母编队预警机预警探测数学模型,并仿真计算了预警机探测能力对航母编队防空作战的影响.仿真结果表明:该预警机能显著提升空中巡逻战斗机前出接敌距离,增大了编队防空拦截作战的空域,使编队有足够的预警时间来组织兵力兵器来拦截来袭目标,提升了航母编队整体防空作战能力.     

尾流中多气泡模型及有限元分析

舰船尾流的声学特性主要由分布其中的气泡声学特性决定。分析尾流中气泡的分布,根据气泡的数密度及半径分布,建立了尾流中双气泡的结构模型,并在此基础上,利用有限元方法和分析软件建立了尾流中多气泡的有限元模型,分析模型在周期变化载荷作用下的压力分布和结点位移变化,模拟气泡在尾流中的环境,引入点声源主动入射下的声场分析,模拟尾流在实验室条件下的主动声特性,从而综合得到舰船尾流的主动声特性。     

舰船尾流及其气泡数密度分布的数值计算

以舰船尾流为水下武器平台的探测对象,研究尾流气泡数密度(BND)分布.采用改进后的雷诺平均Navier-Stokes流动模型和气泡输运理论,建立数值计算模型对尾流BND分布进行计算,并用实测数据验证计算模型.计算结果表明:在纵向上随着离船距离的增大,尾流宽度成小角度扩散;而尾流的深度增幅较大,船尾后方3 000 m处的...     

航速对舰船气泡尾流几何特性的影响

为了了解航速对舰船气泡尾流几何特性的影响,探索不同尺度的气泡在尾流中的作用规律,为气泡尾流的声探测以及鱼雷的尾流自导提供理论依据,该文采用抛物化的雷诺平均纳维斯托克斯（PRaNS）方程、气泡输运方程及k-ε两方程湍流模式,对2类典型船型的远场气泡尾流场进行了建模与分析,数值估算了舰船尾流中气泡数密度的分布特征,比较了不同航速下气泡尾流几何特性的差异,并与实测结果进行了比较,二者吻合得较好。计算结果表明,航速对气泡尾流的几何分布形状影响不大,但对尾流中气泡浓度的大小影响明显。航速越大,相同尾龄时的气泡数密度也越大,尾流特征越明显;在尾流不同尺度的气泡中,半径10μm的气泡尾流浮升角最大;半径52μm的气泡尾流浮升角最小,半径30~50μm的气泡存活时间最长,所以对气泡尾流的探测应以半径30~50μm的气泡为主。     

基于自抗扰的翼身融合客机控制器设计

针对翼身融合布局客机操纵性差、安定裕度小、抗扰动能力弱等问题,采用自抗扰技术进行控制器设计。 根据翼身融合客机的六自由度非线性模型,结合自抗扰控制器(auto disturbance rejection controller,ADRC)原理设计 客机的姿态控制律,并对ADRC 参数进行分析,采用改进粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)对参数进行 整定;建立重心位置变化对于客机状态影响的数学模型,并对重心渐变情况下的客机姿态进行仿真;在客机垂直方 向加入紊流风扰动,观察其过载变化情况,并对客机的乘坐舒适性进行评价。仿真结果表明：采用ADRC 可以有效 控制客机的姿态变化;同时,在面对重心位置变化以及紊流风扰动时,可以稳定地控制飞机,使翼身融合客机对于 重心变化与紊流风干扰具有较强的鲁棒性,保证客机的安全飞行及乘员的乘坐舒适性。     

航母编队协同防空作战目标威胁评估*

以航母编队协同防空作战为背景,基于目标的攻击能力、攻击意图、攻击速度和舰艇相对价值介绍了一种新的空袭目标威胁评估方法。首先确定威胁评估影响因素,构建威胁评估指标体系,然后用云模型的方法对参数进行融合处理,利用每艘舰艇的价值隶属度不同,计算出空袭目标对整个编队的威胁排序。仿真实例表明,该方法能对数据进行合理处理,有效融合,得到结果准确快速,能为航母编队防空作战决策提供一定参考。     

航母编队防空舰阵位配置优化研究

针对航母编队防空舰阵位配置问题的复杂性和重要性,提出一种航母编队防空舰阵位配置优化方法。根据防空舰部署距离、拦截扇区大小、拦截扇区内空袭目标概率函数,构建描述防空舰防空作战能力的防护条件下航母可生存概率函数,通过将防空舰配置问题转化为二维平面内防空扇区配置问题,建立一个航母编队防空舰配置优化模型,并通过仿真实验,对不同作战目标情况下模型的可行性进行验证。仿真结果表明:该模型具备有效性和可行性,可为提升航母编队防空舰作战能力提供参考。