基于LQR方法的水下航行器热动力推进系统控制研究

对水下航行器热动力推进系统的非线性模型进行了线性化处理,应用线性二次型控制方法设计了系统的最优控制器,采用极点配置的方法设计了系统的状态估值器。并对系统的恒深变速过程和恒速变深过程进行了仿真计算。仿真结果表明,所设计的最优控制器取得了理想的控制品质,能够大大改善动力系统的性能。     

水下航行器舱门开启过程仿真

针对水下航行器的舱门在开启过程中航行器外形会发生变化的情况,对航行器舱门开启过程的流体特性进行仿真分析。根据舱门开启过程的流体特性,将得到的流体系数作为航行器动力学方程参数的变化曲线,对舱门开启过程的运动进行了仿真,并给出详细的计算过程。仿真结果表明:该舱门开启过程设计合理,随着舱门的开启,虽然航行器的速度和攻角有所下降,但各物理量的变化幅度仍然在常规范围内,该方法为水下航行器存在外形变化时的运动仿真提供了思路。     

水下航行器组合导航仿真系统设计与实现

建立了自主水下航行器SINS／DVL组合导航的实时仿真系统，给出了以PC104计算机为核心的AUV导航仿真系统设计方案，包括导航系统的基本硬件（CPU模块和扩展模块）和软件组成（惯性传感器模块、DVL和深度计、采样模块以及导航解算模块），介绍了AUV模型解算系统、组合导航解算系统、模块间通信等的设计原理。通过建立AUV数学模型的方法模拟出AUV运动参数来设计实际导航系统，避免了半实物仿真的时间、经费等耗费。仿真试验表明，模型和导航算法正确，所设计的导航仿真系统能够模拟传感器输出，并完成各种数据的采集、运算及组合导航工作方式和工作状态的转换，计算精度满足要求，方案可行。该系统可用于AUV系统的试验及性能分析，为AUV的导航定位提供保证。     

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。     

水下航行器热动カ系统固体药柱燃烧模型与仿真

药柱的几何形状、尺寸和燃烧面积直接决定着水下航行器动力系统的启动特性，也影响着推进剂供应管路的设计，所以对药柱的燃烧特性进行精确建模。在建立药环和2种药柱的燃烧模型的基础上，同时引用其它部件数学模型，建立动力系统启动过程的完整数学模型，并采用Mat-lab进行仿真实验计算，研究2种药柱对启动过程的影响。结果表明，改进后的实心药柱能够很好地改善水下航行器热动力系统启动过程。     

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。     

一种水下航行器轨迹发生器的设计与仿真

为了减少水下航行器（AUV）导航系统算法开发过程中跑车试验及半实物仿真等所耗费的资金和时间,提出一种水下航行器轨迹发生器的设计方法。利用所给出的轨迹微分方程,反推得出生成轨迹参数公式和惯性信息公式,同时给出水下航行器在直航、转弯和爬潜等常见的运动状态下轨迹发生器的具体输入,并将生成的惯性量测值（加速度和陀螺值）输入捷联式惯性导航算法。验证结果表明,利用所设计的轨迹发生器可以为研究导航算法提供模拟的数据,具有工程实际意义。     

自主水下航行器测试与研发技术新进展

自主水下航行器（AUV）是一种无人驾驶的集成系统,在无脐带光缆的情况下自主地完成复杂海洋环境中预定任务的航行器。近年来,能够提升AUVs性能的新技术不断涌现,如何低成本、高效率的对这些新技术进行测试与验证成为制约AUVs发展的瓶颈。本文较全面概括了近年来国内外AUVs测试手段的最新进展,主要包括基于小型样机的验证、虚拟环境（Virtual Environment,VE）技术、半实物仿真技术、数值模拟技术以及借助其他工具进行验证等,最后从可重用性、通用性以及全面性等方面对AUVs测试技术今后的研究和发展提出了一些建议。     

基于GPS卫星模拟器的AUV辅助导航半实物仿真系统开发

全球卫星定位系统(GPS)应用于远程自主水下航行器导航系统中,可利用其精密导航和定位能力对航位推算导航系统如惯导和多普勒导航的累积误差进行精密校正.本文设计一种采用GPS卫星定位导航模拟器、GPS接收机和仿真计算机构成的卫星导航仿真系统,旨在用于自主水下航行器AUV辅助导航系统的试验验证.文中对该系统的硬件接口设计和软件开发进行了论述,并进行了部分系统测试评估.测试结果表明,该卫星导航仿真平台工作可靠,最终的设计方案可用于AUV导航与控制半实物仿真系统中.     

基于MATLAB/Simulink的反坦克导弹系统数字仿真方法研究

系统数字仿真是分析反坦克导弹系统性能、进行参数匹配和优化设计的重要手段,而仿真方法则直接影响着系统建模和仿真效率。文中以典型的反坦克导弹武器系统为研究对象,建立了基于MATLAB／Simu—link的系统数字仿真模型,提出了Simulink建模过程中一些典型问题的解决方法,并通过实际应用验证了这种数字仿真方法的可行性和实用性。     

超空泡水下航行器实验的计算机仿真

基于空泡截面扩张独立原理，对水下航行器实验进行计算机仿真,通过计算航行器模型在给定初始条件下所产生稳定空泡和不稳定空泡的一些特征参数，并对计算结果进行对比分析表明，本文所采取的方法可以为超空泡实验模型设计提供有价值的依据。     

特提斯(Tethys)远程自主水下航行体的有效推进方式

Tethys AUV重110 kg,其航程大,续航能力强。其性能指标:搭载设备消耗功率为8 W时,以1 m/s速度可航行1000 km;消耗功率1 W时,以0.5 m/s速度可航行4000 km。要达到这个性能,需将阻力降到最低,并将推进效率提高至最大。介绍了推进系统的设计,探讨了螺旋桨和航行体之间的相互作用,并阐述了能耗和推进效率的初步测试结果。近期的实验中,在系柱拖力测试中和航行体航行期间测量推进系统的功耗,结果表明,能耗和推进效率的测试结果与理论预测结果很接近。     

微小型水下机器人推进方式的比较研究

将当前国内外各种主要微小型水下机器人的推进方式分为舵桨联合操纵、仿水中生物推进、混合推进3类方式。在每类中选取典型案例并分析其推进方式的特点,归纳出各类推进方式的适用范围和应用前景。综合各种推进方式的利弊,指出柔性长鳍的波动推进方式以其低扰动、低速时稳定等特性,显示出广阔的应用前景。但柔性长鳍波动推进方式的在仿生结构上还有许多创新工作需要深入开展,以提高波动推进的效率,同时组合其它的推进方式,从而提高载体的推进能力。     

鱼雷热动力推进系统仿真技术展望

传统的设计-试验-修改设计-试验的热动力研究模式已经成为制约热动力鱼雷发展的瓶颈,因此迫切需要开展动力系统仿真技术研究。本文介绍了适用于动力系统的典型仿真软件,分析了近几年来鱼雷动力仿真研究的现状,提出了针对鱼雷动力推进系统的计算机仿真、半实物仿真、虚拟样机等基本仿真研究方法,展望了动力仿真技术的未来发展方向,为新型鱼雷热动力的研发探索新途径。     

应用MATLAB对装甲车辆电气系统仿真的研究

车辆电气系统中广泛地采用硅整流器发电机,硅整流器的工作模式随时问而改变,发电机工作的约束条件多．目前现有的数字仿真方法的计算工作量大,编程困难．MATLAB语言是一个数学分析与运算软件,可以用作动态系统的建模与仿真,它有非常强大的矩阵分析与运算能力．MATLAB还是一个开放的环境,人们己经开发了许多具有特殊用途的工具箱软件．本文提出了一种对车辆电气系统应用MATLAB／Simulink的建模和仿真方法,此方法不仅编程简单,运算效率高,而且具有很高的仿真精度．