数据融合技术在鱼雷制导系统中的应用

文中着重于数据融合技术的研究和卡尔曼滤波理论的应用.利用鱼雷纵向和侧向运动方程分别建立其对应的非线性系统的滤波方程和滤波算法,分别估计出相应的鱼雷速度,同时将利用加速度计模型估计出来的鱼雷速度进行多组数据融合,能得到更精确的鱼雷速度.文中提出了一种实时估计鱼雷速度的数据融合技术和算法,通过仿真计算,证明文中提出的方法对于鱼雷速度的估计具有方法简单、估计精度高的特点.     

基于方位走向原理的目标正交攻击参数计算

为了增强鱼雷对潜艇的攻击力以及选择攻击目标的要害部位,基于目标方位走向的分析计算,提出了假设攻击时鱼雷和目标处在同一水平面时,在攻击阶段实施平行弹道正交攻击的方法,探讨了平行弹道下对目标的参量估计以及正交攻击的弹道,给出了目标航向、目标速度、目标长度、目标艏艉距离、方位估计等参数算法及其正交攻击弹道的运动方程。本文的研究结果需进一步通过仿真试验或实航试验进行验证和改善。     

鱼雷声引信目标回波高精度频率估计方法

针对鱼雷与潜艇交会近场区体目标效应对多普勒频率估计精度的影响,提出了一种快速高精度提取潜艇回波多普勒频率信息的频率估计方法。该方法是基于Rife算法和Quinn算法的联合频率估计方法,充分利用Rife算法运算量小,易工程实现的特点,同时结合Quinn算法良好抗噪性能进行快速频率估计。针对Rife算法和Quinn算法在离散傅立叶变换（DFT）量化频率点附近估计误差偏大的问题,采用对Rife算法和Quinn算法频率修正项进行加权的方法提高该区域的频率估计精度。仿真结果表明,该方法计算量小、频率估计性能稳定且估计均方根误差在整个频段上比Rife算法和Quinn算法更接近克拉美-罗下限,能较好满足反潜鱼雷主动声引信实现精确炸点预测的要求。     

基于多传感器的水下航行器航迹融合技术

基于传统卡尔曼滤波算法和最小均方准则，利用全局状态估计反馈，修正了常用的track-to-track航迹融合算法，在此基础上进行了鱼雷导引系统的仿真研究。仿真结果验证了多传感器数据融合技术在提高水下航行器导引精度中的有效性。     

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。     

基于卡尔曼滤波水下弹道测量系统研究

水下弹道测量系统利用多传感器完成对鱼雷、靶标的跟踪定位．针对通常的几何定位方法,其算法复杂且定位精度不高的问题,研究了用于水下弹道测量系统的纯距离目标跟踪定位卡尔曼滤波算法,推导了相应的滤波公式．通过系统的仿真结果表明：该算法在收敛速度和估计精度方面都比较令人满意．     

一种新的捷联惯导系统对准方法

针对舰载鱼雷捷联惯导系统的初始对准问题,提出了一种新的动基座快速传递对准方案——贯序传递对准方案。该方案采用＂先角速度匹配,后速度＋姿态匹配＂的方法,在基座角运动不明显时,使失准角快速收敛。运用卡尔曼滤波算法,对这一传递对准方法与速度＋姿态传递对准方案进行了仿真比较,研究结果表明,贯序传递对准方案具有更快的估计收敛速度,适用性更强。     

利用遗传算法的垂直命中导引律研究

导引问题是鱼雷实现精确制导,完成对目标有效攻击的关键.本文主要研究了将遗传算法用于鱼雷垂直命中导引问题.首先研究了遗传算法用于鱼雷导引的可行性和优势,在研究了遗传算法特性的基础上,提出了一种基于遗传算法的逐次变提前角自导导引算法,并且进行了相应的仿真试验研究.仿真结果表明,本文提出的基于遗传算法的垂直命中导引律具有响应速度快、鲁棒性强的优点,很好地解决了鱼雷导引过程中导引律的收敛性问题,具有工程实用价值.     

鱼雷自导Tiger SHARC DSP系统的设计

鱼雷低频自导是远程自导鱼雷的一个重要研究方向,该文采用Tiger SHARC DSP设计了鱼雷低频自导高速数字信号处理系统,完成了该系统的硬件研制,并在此基础上实现了其DSP系统软件、方位估计软件和主控软件的设计及调试。消声水池试验结果表明,该系统工作稳定可靠,目标方位估计精度在2°以内,满足鱼雷自导系统要求。     

水下高速航行体的航向角和距离估计方法

为了提高反鱼雷鱼雷拦截成功率,实现其对水下高速航行体的航向角和距离估计尤显重要。该文立足于此,探讨一种对水下高速航行体的航向角和距离的估计方法。该方法可同时使用主被动声纳,对来袭水下航行体进行探测。主被动检测时采用初始轴向对准,检测装置直航,应用双周期检测法,可在极短时间内对水下航行体的航向角、距离和速度进行精确估计。文中给出了估计过程的运算公式,指出检测装置对目标方位的检测精度要求均方差不大于0.1°。对不同速度、距离时水下航行体的航向角和距离估计进行了仿真试验,结果表明,在航行体航向角小于35°,距离大于700m时,可得到理想的估计值。该方法对探索反鱼雷鱼雷检测装置的设计和对水下航行体参量的检测,探讨其拦截方法,具有一定的参考价值。