轻型鱼雷换速系统特性研究

为了提高轻型鱼雷动力系统换速的稳定性,避免高速向低速转换时燃烧室压力过高而引发爆炸以及低速向高速转换时燃料供应中断或燃烧室压力过低而熄火,该文根据压力平衡原理,提出了延长换速过渡过程时间的解决方案,分析了其工作原理,建立了相应的数学模型,通过动态仿真和动态特性试验证实,该方案对延长换速过渡时间有明显的效果,并可大大减小换速过程中的压力变化的斜率,这对换速过程动力系统的工作稳定性和可靠性有重要意义。     

旋转滑盘阀式燃气流量调节系统及动态特性研究

设计了一种旋转滑盘阀式燃气流量调节阀并分析了其工作原理,建立了燃气流量调节系统工作过程中的动态数学模型,研究了系统的负调特性、频率特性与变参数特性,得出了系统增益与时间常数的影响因素,通过仿真对理论推导结果进行了验证.理论分析与仿真结果表明,该旋转滑盘阀式燃气流量调节系统能有效进行燃气流量调节,且是一个具有负调特性的非最小相位系统,为燃气流量调节系统性能的改进与提高提供了参考.     

换速阀结构对鱼雷燃料流量调节阀动态性能的影响

就柱形、锥形两种典型换速阀结构对鱼雷燃料流量调节阀动态性能的影响进行了深入分析，并对燃料流量调节阀的换速过程进行了仿真，得出锥形换速阀结构优于柱形换速阀结构的结论。     

氢氧火箭发动机流量调节阀动态仿真分析

流量调节阀是液体火箭发动机推力调节的关键部件,根据某型氢氧发动机流量调节阀的结构与工作原理,建立调节阀的动力学模型,并利用AMESim软件建立了流量调节阀的动态仿真模型。基于流量调节阀仿真模型进行了如下仿真工作：计算不同工况下调节阀的流量特性、验证调节阀的稳流特性、仿真分析调节阀动态特性、分析结构参数对调节阀动态特性的影响。仿真结果揭示了流量调节阀的流量与动态特性,为调节阀的改进优化提供了方向。     

压力调节供应方式的鱼雷热动力系统启动过程匹配性研究

鱼雷热动力系统通常采用固体药柱先在燃烧室内点火再适时使燃料进入并点燃的方式实现启动，启动过程各参数变化剧烈且工作过程极为复杂，试验及统计表明，使用燃料压力调节供应方式的热动力系统在启动阶段更容易发生如热爆和无法点火等各类故障，问题主要出在系统启动过程的匹配方面。文中针对使用燃料压力调节供应方式的热动力系统，建立了包括充填集液腔和喷嘴阀杆运动等启动过程动态仿真模型；对启动过程的3个典型阶段进行了启动特性仿真，对模型与功率试验相关结果进行了比较，给出了3个典型阶段的特性，讨论了主要参数对各过程的影响；在对系统启动特性仿真和系统样机功率试验结果分析的基础上，从使用闭式喷嘴及可靠开启、喷嘴特性选择、燃料进入燃烧室时刻的参数匹配、燃料进入燃烧室后的相关匹配4个方面分析了系统的匹配性，给出了系统设置、主要参数（如燃料进入时间、燃料进入时刻的内压、燃料进入量、燃料进入后泵增压速率和药柱选择等）合理匹配以及可调控环节等方面的建议。     

流量可调燃气发生器压强控制仿真

为了提高流量可调燃气发生器的流量控制效果,建立了燃气发生器流量调节系统动态模型。针对燃气发生器流量调节系统时变性的特点,引入了一种基于神经网络PI(比例积分)算法的压强控制系统; 研究了不同自由容积条件下神经网络PI控制系统与PI控制系统控制效果的有效性,得到了控制器的压强工作范围。不同自由容积条件下的2种算法的仿真结果表明:基于神经网络PI算法的压强控制系统响应速度较快,压力超调量较小,压强工作范围大,系统的动态特性较好,能更好地解决燃气发生器流量调节系统时变性带来的控制精度差的问题。     

湿式离合器先导式电液调压阀时频域建模与分析

先导式电液调压阀是大功率湿式离合器换挡系统的核心部件,由于其多个环节存在参数时变和强非线性特征使其频率响应特性发生变化,进而影响换挡过程的油压调节的快速性与稳定性。在剖析先导式电液调压阀工作原理的基础上,考虑阻尼系数、流量系数和增益系数随油温的可变性,建立了先导式电液调压阀在工作过程中的数值模型,并推导了其频域模型。研究了先导式电液调压阀在不同参数下的时域和频域响应特性,得到了参数变化的影响规律。结果表明：增加系统响应的带宽会提高油压响应速度,但会降低阻尼比,使得油压响应的调节时间增加。系统的结构参数、输入信号以及工作油温均会影响其响应特性。基于该方法能够快速的判断先导式电液调压阀在全工作范围内的响应速度和稳定性问题,从而有助于改善先导式电液调压阀的油压动态跟踪性能。     

鱼雷热动力系统发生的爆炸机理研究

全面分析了热动力系统研制过程中发生的各类燃料爆炸故障，包括使用不当或操作失误引发的爆炸、使用压力调节供应的动力系统中出现的爆炸以及使用流量调节供应的动力系统中出现的爆炸，并在分析动力系统动态特性仿真和功率试验数据的基础上，对产生各类燃料爆炸的机理进行了探讨，同时提出了应从系统优化、合理匹配的层面上认识燃料爆炸问题的观点及解决方法。     

减压阀充填过程动态特性仿真

通过建立减压阀充填过程动态数学模型,进行非线性仿真计算,得出减压阀以及管路中各腔压力响应特性,进而用过渡时间及超调量分析减压阀的稳定性,给出减压阀结构参数和工作参数对动态特性的影响。     

某型发动机自反馈调节阀动态仿真分析

基于FLUENT软件提供的计算方法和物理模型，利用动网格技术及用户自定义函数（User-define Function，UDF），对发动机预燃室调节阀的自反馈调节过程进行动态数值模拟，并分析阻尼参数对调节效果的影响。结果表明：自反馈机构可实现对不同压力扰动的及时响应，具有稳定流量的效果，改变阻尼参数可对调节响应速度和流量稳定性进行优化，其中摩擦力对调节影响最显著。     

三速制鱼雷自适应滑模控制研究

针对三速制鱼雷在不同速度下运动特性的变化对控制系统自适应性和鲁棒性的要求,提出一种自适应滑模控制策略。将纵向运动控制分为俯仰角控制和深度控制内外2个回路。深度控制回路采用自适应算法在线估计无法测量的攻角,俯仰角控制回路采用自适应滑模控制。在线估计不确定模型参数,并克服模型中的未建模不确定性,从而保证了三速制鱼雷在速度变化和模型参数不确定条件下的稳定性,消除了由于非零平衡态造成的深度稳态误差。仿真对比研究结果证明了该自适应滑模控制方法的有效性。     

高增益自适应跟踪在鱼雷深度控制中的应用

结合两种简单实用的鲁棒控制方法,对鱼雷实施深度控制。首先,在分析模型零动态稳定性的基础上,利用高增益自适应控制对俯仰角指令进行快速跟踪,并且得到姿态控制的近似线性参考模型。为了克服参考模型的不确定性,再使用滑模变结构方法对鱼雷进行定深控制。通过分析滑模控制的稳定性条件,得到了最终的深度控制策略,且仿真结果验证了结论的正确性。     

限幅特性在鱼雷控制系统设计中的应用

限幅特性技术在鱼雷控制系统设计和工程实现中已被广泛应用,本文以继电控制的鱼雷深度纵倾系统为例,分析了限幅器的限幅特性作用机理和系统工作原理,在对系统数学描述的基础上,进行了限幅参数优化仿真计算与分析。结果表明,限幅特性不但可以方便地实现控制状态的自动转换,而且可以发挥系统最大能力,使得鱼雷寻深弹道到达最优,满足鱼雷深浅水的使用要求,该结论对工程设计具有指导意义。     

基于无源性的鱼雷非线性姿态系统滑模控制

将鱼雷纵向姿态系统的非线性模型转换为具有能量函数的广义哈密顿正则型（GHCT），建立了控制律的设计方案。基于系统无源性分析方法设计了变结构滑模控制律，将切换函数作为输出，给出了新的滑模面设计条件，只需考虑在滑模面上的稳定性。该方法完全利用系统的非线性特性，通过无源性理论分析了滑模控制的可达性，而滑模控制能够提高鱼雷姿态系统的控制性能。仿真结果表明，实现了对鱼雷非线性姿态系统的滑模控制，且控制性能良好。     

鱼雷上限控制规律的数学仿真与分析

由于声线弯曲和鱼雷跟踪声线,使鱼雷跟踪目标到较浅深度,因此鱼雷弹道设计通常有上限控制弹道.鱼雷航行中当到达上限深度时,上限控制优先,强行将鱼雷拉到上限以下.本文分析了上限控制的原理和弹道特点,给出了上限控制基本规律,对鱼雷以跟踪目标进入上限、跟踪保持结束进入上限以及在上限上方跟踪保持结束等3种不同控制方式进入上限的深度弹道进行了数学仿真计算.仿真结果表明,在复杂的上限控制逻辑下,上限深度弹道不是一种形式,可能存在不规则的2次或多次再进入上限的弹道形式,或者存在上限附近深度规则振荡的弹道形式,这些规律为实航中出现的一些特殊现象分析提供了理论依据.     

基于数字PID控制的鱼雷深度模拟系统研究

为了提高鱼雷半实物仿真试验中深度模拟设备的响应速度和控制精度等性能指标,开发了一种基于PC104产品的动态数字比例-积分-微分（PID）控制系统。该系统在结构上采用上、下位机的模式,利用串口进行通信;在控制算法上,针对PID控制存在的积分饱和、抗干扰和动态过程加速等问题,设计了相应的控制修正算法,确保了系统的控制速度和精度。通过对鱼雷半实物仿真试验数据分析可知,所得到性能指标满足实际要求。     

基于变结构控制理论的反鱼雷鱼雷纵向运动控制建模与仿真

研究了变结构控制技术在反鱼雷鱼雷（ATT）纵向运动控制中的应用,建立了鱼雷航行纵向运动数学模型与变结构控制模型。仿真分析可知,该控制系统具有很好的动态特性,对模型参数具有高鲁棒性、系统稳定性及很强的抗干扰能力。研究结果表明,采用变结构控制方法能解决反鱼雷鱼雷纵向运动控制中存在的参数不确定和抗干扰问题。     

一种无主惯导参数注入的姿态角在线修正算法

现役轻型鱼雷敏感元件多采用框架式陀螺,而从框架式陀螺到捷联惯性技术的更新换代,给在役鱼雷发射平台武器发控系统接口带来一系列问题。基于此,研究了一种姿态在线修正算法,该算法射前无需发射平台注入导航参数信息,射后根据加速度计提取姿态角,于鱼雷定常运动段对航姿误差进行在线修正,以达到稳定控制的目的,并能够保持原有发射平台武器发控系统接口不变。仿真结果表明,该算法极大地缩短了鱼雷在发射载体平台上的准备时间,保证了轻型鱼雷在航行过程中的姿态稳定控制要求。     

网络化鱼雷控制系统存在不确定因素的稳定性分析

基于控制器局域网（CAN）总线的网络化控制系统结构和特点,以鱼雷航向控制系统为例,运用TrueTime仿真工具搭建了该网络控制系统的仿真框架,研究了网络传输延时、数据包丢失等不确定因素对该比例积分微分（PID）控制系统稳定性能的影响;并利用Lyapunov稳定性原理和线性矩阵不等式（LMI）方法,针对存在不确定因素的影响来设计网络化控制系统的控制器。仿真结果表明,所设计的控制器减小了不确定因素对系统稳定性的影响,保证了系统稳定正常工作,实现了对网络化控制系统的优化处理。     

倾斜转弯鱼雷的分散自适应变结构控制

为了解决鱼雷倾斜转弯机动过程中俯仰、偏航与横滚通道间存在较强的运动、流体动力耦合的问题,将其控制系统表示为具有非匹配不确定性的关联大系统形式,采用扰动补偿的方法设计协调回路部分抵消关联子系统间耦合;根据局部模型跟踪原理处理系统中的非匹配不确定性,利用左特征向量设计切换函数,提出自适应变结构控制律;利用Lyapunov稳定性理论证明系统的全局渐近稳定性。仿真结果表明,该控制方法满足鱼雷倾斜转弯机动的需求。