潜艇水下六自由度运动仿真数学模型

潜艇水下运动是多姿态的三维空间运动。计算机仿真要对其进行比较准确的描述和对运动状态进行动态仿真研究,其关键技术是建立潜艇空间运动方程。该文在描述潜艇水下运动的基础上,建立了可用于非线性修正的潜艇三维空间运动方程。经过必要的数理解推理,定量确认了模型的有效性。最后,以某潜艇为例,研究了该型潜艇水下运动规律和操纵特点。     

X舵潜艇空间运动仿真数学模型

潜艇水下运动是六个自由度的多姿态运动,建立空间运动方程数学模型是计算机仿真时对其进行比较准确的描述和对运动状态进行仿真研究的关键。该文在对X舵进行受力分析的基础上,由美国泰勒潜艇六自由度方程出发,导出适合X舵潜艇控制和仿真数学模型,并给出了该数学模型的微分形式。     

潜艇应急操纵的建模与仿真

应急模型是潜艇航行训练模拟器中很重要的一部分。该文对潜艇水下潜航状态下会出现的三种紧急状况进行了分析，其中潜艇舱室破损进水是导致潜艇失事的比较严重而常见的情况，文中提出了一种新的潜艇舱室破损进水模型，这种模型考虑了破损位置和面积这些因素。另外，在非常紧急情况下，高压吹除和抛弃压载等措施是挽回潜艇的重要手段，该文也对这两个过程进行了建摸。文章最后对应急过程的几种情况分别进行了仿真分析。结果表明所建立的模型是正确有效的。     

潜艇回转运动模型建立与仿真

分析了潜艇水而运动的受力情况，讨论了潜艇的位置，姿态与舵角的关系，建立了潜艇回转运动参数与舵角信息的数学模型和适用于仿真的仿真模型，仿真表明，文中所得出的模型反映了潜艇的操纵特性，可以应用与潜艇模拟训练器的设计中。     

潜射弹道导弹时潜艇运动仿真的数学模型

通过操纵潜艇使之满足水下发射弹道导弹时所需的条件,是影响导弹齐射时间间隔的重要因素.为了研究这一动态过程,需要对潜艇的运动过程进行仿真,而建立潜艇运动的数学模型是仿真的关键.潜射弹道导弹时潜艇要受到静力、艇体水动力以及复杂的激变力的作用.采用Gertler六自由度运动方程对潜艇的运动状态进行仿真时,需要充分收集潜射导弹试验数据,掌握潜艇的水动力系数和基本构造,在此基础上合理处理复杂激变力是建立潜艇运动仿真数学模型的关键.该文通过分析水下垂直发射弹道导弹阶段潜艇的受力情况,应用简化的Gertler六自由度运动方程建立潜艇空间运动的微分方程组,得到了用于潜艇运动仿真的数学模型.     

海洋环境因素对潜艇悬停操纵影响仿真研究

海水密度变化是影响潜艇悬停稳定的最主要因素之一,因此明确悬停海区密度梯度的情况对潜艇悬停操纵的战术的使用至关重要.以模型潜艇为研究对象,在潜艇悬停运动基本数学模型、海洋环境干扰力模型和悬停水舱注排水控制模型的基础上进行仿真计算,研究悬停海区不同梯度类型和不同密度梯度值对潜艇悬停操纵的影响,分析了海洋环境因素和悬停稳定性之间的逻辑关系,研究结论对提高潜艇指挥员水下悬停机动操纵训练水平提供了有益的参考.     

潜艇在随机海浪中摇荡运动的仿真研究

该文采用PM随机海浪频谱来实时仿真长峰波随机海浪对潜艇的随机扰动,对潜艇在海浪中的横摇和纵摇运动进行了时域仿真,潜艇在海浪中的升沉运动则采用Hirom波浪力近似计算公式进行仿真计算。所采用的仿真方法已应用于六自由度潜艇操纵训练模拟器上,结果表明该方法能比较逼真地模拟各种海情下潜艇在海浪中的运动情况,仿真实时性好,仿真精度较高。     

潜艇垂直面运动自适应神经网络模糊控制仿真

神经网络控制和模糊控制技术的广泛应用为潜艇自动舵控制器的设计提供了新的思路.而模糊规则的提取和隶属函数的学习是模糊推理系统设计中重要而困难的问题,自适应神经网络模糊推理系统(ANFIS)结合模糊控制和神经网络控制的优点,基于sugeno模糊模型采用反向传播法和最小二乘法调整模糊推理系统的参数,并自动产生模糊规则.利用方法对潜艇乖直面运动自动舵控制器进行了设计和仿真.从仿真结果来看,自适应神经网络模糊控制器能较好的实现对潜艇垂直面运动的操纵控制,是一种很好的控制方法.     

潜艇水下失事破损紧急起浮的运动仿真

本文运用计算机模拟潜艇在水下发生失事破损下沉及应用化学吹除潜艇压载水仓紧急浮起的研究,以探讨在潜艇上使用化学吹除新技术替代目前常用的高压气吹除压载水仓紧急浮起的可行性。     

潜艇声纳的训练仿真

声纳是潜艇重要的观通和侦察设备,该文是在分析声纳工作原理的基础上,介绍了潜艇声纳的仿真原理和技术实现途径,并对其中的一些关键问题进行了研究,给出了仿真结果。     

新型潜艇运动仿真器的设计与实现

应用现代仿真技术，图形技术和计算机控制技术，研制的三自由度可载入运动仿真器，是集实时仿真环境，实时及欠实时图形显示功能，并采用计算机实时控制实现的新型潜艇和船用仿真器，用该仿真器实时仿真潜艇的运动，不仅可以研究驾驶人员的操纵对艇运动性能的影响；而且，在仿真如何操艇，才能在最短时间内，具备水下发射导弹的条件，潜艇水下发射导弹时，弹艇之间的相互影响等等过程中，都将发挥重要作用。     

潜艇应急上浮操纵运动仿真预报研究

研究潜艇在应急操纵过程中的姿态变化规律,在舱室破损情况下的供气挽回操纵的方法,采用可压缩气体的一维定常绝热摩擦管流理论建立了高压气吹除主压载水舱模型,并与潜艇大攻角运动数学模型结合,构建了潜艇应急操纵数学模型.对潜艇首部舱室破损时的挽回操纵过程进行了预报,使用车、舵、气动力抗沉的操纵模型进行仿真.仿真结果表明,建立的模型能够可靠地预报破损潜艇在应急浮起过程中的运动规律以及姿态变化,所采取的供气措施对实艇高压气的定量优化具有一定的参考价值.     

潜艇水下空间机动仿真与分析

目前,研究潜艇空间机动的运动特性、操纵控制方法和战术运用,已经成为提高潜艇的作战能力和生存能力急待解决的课题。该文介绍了潜艇平面运动操纵方程和空间运动仿真数学模型,并在此基础上编制仿真程序,对潜艇空间机动的三种操纵方式进行了分析比较;依据潜艇操纵性理论,通过对潜艇水下低速和高速空间机动仿真,对低速和高速时潜艇定常螺旋运动、定常潜浮运动进行了比较,并分析了航速对潜艇横倾的影响,得出了高速空间机动较低速空间机动的优缺点。     

常规潜艇电力推进系统仿真研究

电力推进在常规潜艇主动力系统中已被普遍采用,是动力系统的重要组成部分.潜艇电力推进系统运行工况众多,变化范围广泛,要对其进行动稳态特性分析,确定最优化的航行工作制均比较困难.因此,对潜艇电力推进系统建立合理的数学模型,并进行仿真研究成为必需.针对潜艇电力推进系统的主要部分分别建立了其准确的数学模型,以各航行工况为基础进行了仿真研究.仿真结果表明,所建立的模型具有一定的合理性与通用性,能很好地满足工程精度需求不仅可为电力推进系统的性能仿真提供依据,而且根据需要可应用于半实物仿真系统.     

潜艇武器系统综合仿真系统及关键技术

论述了加快潜艇武器装备研制与发展的重要性,指出了现有潜艇武器装备研制仿真支撑环境的不足,为满足潜艇武器系统装备研制需求,基于数字仿真建立了支持半实物仿真试验的潜艇武器系统综合仿真系统.介绍了新研的潜艇武器系统综合仿真系统的构成和特点,重点阐述了研发过程中解决的声纳仿真建模中水声传播损失计算、潜用鱼雷武器仿真中鱼雷弹道逻辑设计与制导控制建模、系统总体设计与集成等关键技术,最后介绍了该仿真系统的应用情况以及对应用前景进行了展望.     

基于OOA的潜艇打捞仿真建模研究

该文在对传统建模方法进行深入分析的基础上，提出了一种基于面向对象技术的潜艇打捞仿真建模方法，并给出了一个简化的研究实例，该模型结合基于规则表示的专家知识，较好的模拟了潜艇打捞的实际工作过程，解决了传统仿真方法应用于潜艇打捞仿真建模所产生的结构复杂，扩展性差的缺点。     

潜艇六自由度空间机动实时仿真演示系统

本文在通用潜器运动控制系统集成仿真环境ＩＳＳＭＣＳ下，对７１０３深潜艇六自由度空间机动，水平面操舵机动和垂直操舵机进行了仿真研究，并利用ＩＳＳＭＣＳ图形功能给出了各种仿真曲线和三维运动图。     

潜艇作战仿真方法与系统设计

潜艇作战仿真是潜艇作战问题研究的重要方法之一.基于分布交互式仿真技术体系,提出了潜艇作战仿真的闭环仿真和开环仿真方法,构建了潜艇作战仿真系统的典型架构;设计了潜艇作战闭环仿真方法,包括集群并行仿真任务调度方法和蒙特卡罗并行仿真算法;构建了潜艇作战系统开环仿真系统,实现了潜艇作战系统LVC一体化仿真;设计并优化了潜艇作战仿真流程.提出的潜艇作战仿真方法实现了对仿真软硬件资源的充分利用,显著提高了仿真任务吞吐率和仿真效率,拓展了仿真应用范围,已经在潜艇作战问题研究实践中得到了成熟应用.     

潜艇水平面操纵运动模型误差仿真分析

潜艇水平面运动模型是对潜艇水平面操纵运动进行仿真模拟的基础,运动模型选择的合适与否将直接影响潜艇操纵运动仿真的精确性和实时性。为此,以某型潜艇为研究对象,编制潜艇水平面线性与非线性操纵运动仿真程序,通过仿真并与实艇试验数据比较,分析了两种操纵运动模型的仿真误差,结果表明潜艇水平面操纵运动非线性模型误差远小于线性模型误差,与线性模型相比较,水平面非线性操纵运动模型具有更高的使用价值。