目标、背景和海洋环境特性仿真计算机系统配置研究

本文重点阐述了以DSP和DDS技术为基础的时变窄带水声信号的生成原理和方法;给出了目标背景生成系统的基本结构;研究并最后确定了计算机系统的配置方案。试验结果表明,该系统在其主要技术性能上满足了鱼雷自导系统半实物仿真的要求,并具有很好的实时性,为水声目标背景特性的仿真最终实现及声寻的制导系统的半实物仿真奠定了基础。     

基于以太网的鱼雷声自导电信号半实物仿真系统

由于鱼雷作战水声环境的复杂性，鱼雷声自导半实物( HWIL)仿真成为实验室环境下声自导系统设计与性能评估的重要手段。提出了一种基于以太网的分布式半实物仿真系统，采用电信号注入法模拟目标／背景信号，介绍了其构成方法及工作原理；详细讨论了窄带点目标、窄带体目标、混响和海洋噪声等主要目标／背景信号的水声仿真模型；给出了使用流水线阵列处理的仿真信号源硬件系统设计，并提出了延时滤波算法实现了多路仿真信号源的实时同步输出。相应的信号仿真试验结果证明了采用电子注入法实现声自导半实物仿真系统的有效性。     

鱼雷尺度多目标多干扰半实物仿真环境设计与实现

随着信号检测方法及计算机技术的发展应用,鱼雷自导系统性能不断提高,水下尺度多目标识别已成为检测现代鱼雷自导系统水声对抗能力的重要指标之一,但相关实航测试环境却难以实现。通过对尺度多目标有效性判断及遮蔽计算的分析,依据实时性原则设计了信号实时生成算法并构建了半实物仿真系统,对鱼雷尺度多目标多于扰环境进行了模拟,为试验室环境检测鱼雷水声对抗能力提供了便捷有效的手段。验证结果表明,该系统可以满足相关仿真需求。     

水下目标角仿真系统技术研究

水下目标角仿真系统是适应具有复杂边界条件和特殊水声物理场要求并且是在承受0MPa 3MPa 压力的消声水罐中动态模拟目标相对于鱼雷目标角的大型设备。本文重点叙述该系统在研制中所解决的关键技术及所采取的技术途径。鱼雷制导大回路的半实物仿真试验结果表明:该系统能够满足点目标制导回路的仿真要求,其中许多关键技术及解决这些关键技术所采用的方法和技术途径具有普遍实用意义。     

水下爆炸对被动声自导鱼雷的干扰机理及仿真

为了验证水声干扰子弹水下爆炸声信号对抗声自导鱼雷的效果,基于水下爆炸的声信号具有声源级高、覆盖频率宽的特点,建立了水声对抗数学模型,并应用数学优化方法,将对抗问题转化为非线性有约束的目标优化函数,得到了舰艇最佳规避角和干扰弹最佳落点位置,且发现最佳发射角度变化较小。仿真结果表明,水声干扰子弹在最佳发射条件下,能有效干扰声自导鱼雷。     

基于以太网的鱼雷声光复合制导全弹道仿真平台构建

光纤线导＋声尾流制导的复合制导方式能够较好地克服单一制导方式的缺点,提高鱼雷武器在复杂水声物理场环境中对目标的探测距离和导引精度。本文研究了鱼雷射前流程,作战态势,线导方法以及舰船尾流模型和尾流自导检测模型等内容,完成了基于以太网的鱼雷线导＋尾流制导全弹道仿真平台构建,为下一步半实物鱼雷全弹道仿真平台构建提供技术支撑,可以支持完成复合制导鱼雷的使用方法和性能评价等一系列研究工作。     

基于水声对抗系统的鱼雷噪声仿真研究

鱼雷仿真是水声对抗仿真系统中的重要组成部分,其仿真效果对水声对抗仿真整体性能有着重要影响。以潜射声自导反舰鱼雷为例,论述了鱼雷噪声仿真的实现过程和关键技术,包括鱼雷出管声仿真,鱼雷航行辐射噪声仿真,弹道仿真等具体内容。该方法可以体现鱼雷噪声的声学特征,可以用于水声对抗方法研究,系统测试等方面。     

鱼雷自导仿真器在水声对抗装备科研试验中的作用

水声对抗装备是现代水面舰艇和潜艇重要的鱼雷防御装备,现代水声对抗装备在科研试验中最好采用实雷对其效能进行分析和考核。但由于实雷试验费用高、组织实施难,很难在水声对抗装备科研试验中采用,一种可以考虑的方式是采用鱼雷自导仿真器来实施科研试验。以一种半实物鱼雷自导仿真器为例,说明其在水声对抗装备科研中的作用。     

对抗尾流自导鱼雷的防御技术

舰船航行时在尾部形成一条含有大量气泡的尾流，成为舰船的目标特征之一。尾流自导鱼雷利用舰船尾流进行目标检测，对舰船构成很大威胁。目前对尾流自导鱼雷缺乏有效的防御措施，发展水面舰艇反尾流自导鱼雷防御技术迫在眉睫。该文基于尾流特征及尾流自导鱼雷工作原理，介绍了用于对抗尾流自导鱼雷的气幕弹、磁尾流、拖网、深水炸弹和反鱼雷鱼雷等几种软杀伤和硬杀伤方法以及隐身技术和机动规避等非杀伤方法，总结了舰船对抗鱼雷攻击的3个关键环节包括高性能鱼雷报警系统、快速反应的水声对抗系统和多功能的水声对抗设施，旨在为有效防御尾流自导鱼雷提供思路。     

多媒体技术在鱼雷武器仿真系统中的应用

本文针对鱼雷武器仿真系统设计,提出了一种建立水下虚拟作战环境、形象展示鱼雷作战过程的方法。该方法采用计算机囹形技术和多媒体技术,能生成较为逼真的海洋空间,以三维实时动画输出显示作战过程中载体、鱼雷和目标的交互活动及其特征。文中简要论述了实现该方法的主要技术。利用本文方法,作者研究和开发了一个水下制导仿真多媒体演示系统,仿真实验表明具有良好的视听效果。     

适合浅海工作的鱼雷自导有关问题探讨

浅海水声环境给鱼雷自导带来多途效应及严重的混响干扰,影响了自导系统的性能。本文分析了浅海环境对鱼雷自导3个方面的影响,并针对每种情况,提出了提高自导浅水性能的解决途径,并对鱼雷宽带自导的阵列模式、信号设计和接收处理以及自适应技术等有关问题进行了探讨。仿真结果表明,合理设计信号波形及检测算法,运用自适应技术能够有效地改善和提高鱼雷自导的浅水性能。     

鱼雷[U1]自导声对接式目标模拟器设计与实现

现有的大多数水下目标模拟器（包括针对声纳和鱼雷自导）在设计时未考虑信号接收端的换能器基阵特性,为能在陆上试验室条件下全面测试鱼雷自导系统性能,设计并实现了一种基于声对接方式的鱼雷自导目标模拟器,介绍了声对接式目标模拟器的组成及其相应功能,设计了阵元信号模拟器与声对接装置,完成了并行处理系统的硬件开发、声对接基阵与换能器阵元设计及声匹配材料的选取。通过对研制的声对接式目标模拟器的性能测试,并利用自导头通过声耦合对生成的阵元信号进行检验,结果证实了以声对接方式设计并实现的目标模拟器的可行性和有效性。该目标模拟器克服了对声学部件建模不精确所带来的影响,减少了鱼雷自导系统水下试验的次数,具有很好的实用价值。     

某空投鱼雷浅水控制方案的半实物仿真

本文介绍在以 VAXlab计算机为主机的小型通用动力学半实物仿真系统上对某空投鱼雷的运动进行的半实物仿真。给出了半实物仿真系统的基本组成和工作原理 ,讨论了空投鱼雷运动的仿真模型。结果表明 ,该仿真系统结构合理 ,精度高 ,可靠性好 ,所采用的浅水控制方案可使空投鱼雷满足近海防御的使用要求 ,达到了预期的目的     

水下热动力系统半实物仿真研究

水下热动力半实物仿真试验台可提供仅次于鱼雷热动力系统热车功率试验置信度的试验手段。以实时仿真计算机、背压模拟装置、负载模拟装置、调速与驱动装置构成半实物仿真试验系统的核心,以比例和比例积分控制算法进行背压和负载压力的闭环控制,通过低通数字滤波改善数字仿真模型的稳定性,对数字仿真模型进行动态特性修正以实现半实物系统与实际系统特性的良好吻合,系统背压动态模拟精度达到了0.5%,转速和负载动态模拟精度达到了1.5%,整个半实物仿真系统获得了较高的模拟准确度。     

水下自主航行器半实物仿真系统设计与实现

为了加快某新型水下自主航行器的研制,针对其特点完成了水下航行器半实物仿真系统的设计与实现。概括了半实物仿真系统研制过程,介绍了系统的工作原理和总体设计方案,提出了硬件和软件设计方法,完成了水下航行器半实物仿真系统的工程实现。结果表明半实物仿真系统具有实时性强、仿真精度高、结构紧凑、功能完备的特点。半实物仿真系统对优化水下航行器系统设计、改进制导性能、提升作战效能有着重要的实用价值。     

鱼雷自导性能分布式仿真中的作战环境建模

为了在鱼雷自导性能仿真中体现真实作战环境对鱼雷自导的影响,从鱼雷自导系统与外界的信息交互出发,通过分析鱼雷自导探测目标机理和工作过程,结合分布式仿真技术,建立了鱼雷自导性能分布式仿真中的复杂海洋环境和对抗作战仿真模型。仿真结果表明,所建模型合理有效,可以体现鱼雷自导工作的真实环境。     

水下自导武器导引律研究

水下声自导武器的传统导引方式存在着种种缺点，已经不适合现代鱼雷的战术要求。对水下声自导武器的导引方式作了研究，并利用滑模变结构控制理论，推导出一种以航向角为控制律的导引方式。该控制律有别于基于角速率的导引方式，保证了鱼雷在数据率较低且不固定以及存在自导盲区的情况下，仍能够以较高精度命中目标，因而能更好地适应水中导引的特点。仿真表明，该导引律实现简单可靠，鲁棒性强，攻击弹道平滑，对水中目标有较好的制导性能。     

水声对抗环境下自导鱼雷自适应导引方法

随着现代水声对抗与反对抗环境的日益复杂,自导鱼雷导引律的设计需要考虑目标识别及末自导垂直命中的要求,使得传统的导引律面临新的挑战,为此提出了一种新的自导鱼雷自适应导引方法,该方法根据鱼雷与目标之间的距离调整鱼雷航向角,调整过程考虑了进行方位走向目标识别以及末自导垂直命中对导引弹道的要求,使目标舷角有利于进行目标识别及末自导垂直命中。仿真结果表明,采用该方法获得的目标舷角变化不仅满足目标识别要求,而且有利于垂直命中。     

实时网络技术在分布式半实物仿真系统中的应用

本文对实时通讯网络与普通网络的主要区别进行了比较,介绍了几种实时网络产品的性能特点。在上述基础上,着重论述了一种基于反射内存实时网络组成的分布式半实物仿真系统的组成原理和配置以及在声寻的精确制导武器系统半实物仿真系统中的应用。     

鱼雷多目标自导系统声学建模与实现

多目标自导系统是新型鱼雷制导系统发展的必然趋势,是对现有自导系统功能的完善与提升,通过建模手段对其性能及技术特点进行研究是自导研究领域非常关心且亟待解决的问题.该文对鱼雷多目标自导系统的功能及系统构成进行了研究,并从系统层面对其关键技术进行了讨论.基于层次化和模块化的建模原则,将自导系统分解为彼此独立的11个功能模块,利用Visual C++平台在声信号层次上设计并建立了鱼雷多目标自导声学仿真系统,给出了主要模块的声学模型.最后,在相同的复杂对抗环境下对多目标自导系统和传统的单目标自导系统进行了100次统计仿真试验,结果表明,多目标自导系统较传统的单目标自导系统命中概率提高了38.5%,航程损耗减小了17.6%,显著提高了复杂对抗环境下自导系统的作战效能.