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。     

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。     

潜艇潜浮过程中均衡操纵的建模与仿真

该文通过分析艇体在潜浮过程中所受的力和力矩的变化,建立潜艇前浮运动的基本方程,计算出浮力差和力矩差：通过操舵与均衡水柜注排水进行行进间均衡,建立舵效模型和注排水模型;在对潜艇潜浮过程的模拟的基础上,对潜浮和均衡的操纵方法进行仿真研究,即在潜艇有总纵倾和无纵倾定深控制时,通过操随航速变化首尾舵平衡角进行控制,同时给出补充均衡的实例;结果表明所建立的模型是正确有效的。     

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。     

潜艇动力抗沉运动仿真

为模拟潜艇水下运动规律使潜艇指挥员对艇的下沉和上浮、纵倾等运动特性,进行全面了解。利用数学模型对潜艇动力抗沉运动进行数字仿真,通过各种不同动力参数的计算得到不同运动结果曲线,并与实际测试结果进行比较。     

潜艇水下破损潜坐海底操纵控制仿真研究

潜艇水下航行发生破损时,若海面情况不允许上浮,且海区水深和海区底质合适,应考虑操纵潜艇潜坐海底.以模型潜艇为研究对象,在潜艇垂直面非线性运动模型的基础上,结合舱室进水模型和高压气吹除主压载水舱模型,编制潜艇水下破损进水应急操纵仿真软件,对潜艇舱室临界破损面积进行了识别,分别对潜艇首部、中部和尾部舱室破损进水后的潜坐海底操纵进行仿真分析,明确了潜艇水下破损进水后进行潜坐海底时的运动特性和操纵规律,对提高潜艇生命力有重要意义.     

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.     

潜艇垂直面操纵运动模型误差仿真分析

研究潜艇操纵运动性能优化问题,潜艇垂直面运动模型是潜艇垂直面操纵运动稳定性的基础,运动模型建立的精确与否将直接影响潜艇操纵运动精确性和实时性。为此,以某型潜艇为研究对象,编制潜艇垂直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,结果表明潜艇垂直面操纵运动模型中的非线性项的影响非常小,由于解算线性模型的速度要比非线性模型快得多,证明垂直面线性操纵运动精确性对垂直面内的自动操纵有很大提高,说明垂直面线性操纵运动模型很有使用价值。     

垂直发射防空导弹弹道仿真模型研究

弹道仿真是导弹模拟训练系统中的关键部分。为构建准确性较好、实时性较高的弹道仿真模型,在对垂直发射导弹飞行过程进行分析的基础上,将弹道分为垂直段、转弯段、制导段三部分,并根据各部分弹道的特点,分别建立其差分方程描述模型,最后通过仿真验证了模型的准确性和适用性。     

面向视景模拟的导弹发射仿真系统

介绍了某导弹发射仿真系统中视景模拟的实现技术与方法,采用时间预置及样条插值,实现了视景与面板状态信息的同步显示,并提出使用内置操作状态图来刻划训练操作规程,使软件设计中程序流向清晰、明确。为视景模拟在各种仿真系统中的开发应用提供了技术支持。     

弹道导弹预警雷达系统仿真模型研究

运用功能仿真的方法,较完整地建立了涵盖雷达探测、数据处理、落点预报等功能的弹道导弹预警雷达系统仿真模型,并给出了导弹预警雷达系统的功能仿真流程,最后进行了仿真试验分析。仿真运行结果充分验证了仿真模型的可行性和有效性。     

船舶运动仿真模型

船舶运动形成复杂的流场,难以建立准确的数学模型,因此对其操纵性能进行仿真和理论十分困难。该文根据实验数据,用神经网络辨识方法建立了某船的水动力模型,实践证明：用神经网络辨识方法所建立的数学模型能够真灾地反映船舶的运动特性。该文为研究非线性的水动力问题提供了一种行之有效的方法。     

低速滚转弹道导弹的气动弹性特性与稳定技术

滚转是弹道导弹的一种新的突防手段,在主动段进行滚动飞行,可以减少强激光照射的驻留时间,有效对抗激光反导.滚转导致弹体气动弹性特性与以正常姿态飞行时相比发生重大的改变,突出表现在弹体固有横振频率以滚转角速度值降低,另一方面,刚性弹体姿态的测量装置与控制装置使弹性信号产生调制现象.由于导弹在飞行中滚速不能保持完全恒定,因此在稳定弹性振动时,必须引入变参数滤波网络以适应振动频率的变化.     

某型导弹模拟训练系统的设计

利用实装进行导弹培训,耗费巨大,普及速度慢,为替代实装,低成本完成某型导弹的对接分解、测试等训练任务,设计了该型导弹的模拟训练系统。系统以工控机为核心,以显示器模拟仪器的显示面板,利用VC＋＋进行编程,通过I／O接口对模拟实装进行控制,从而达到对实装系统的外观、测试过程、测试声音等的模拟。系统采用了多显示器系统、多线程编程、步进电机控制等新技术,有效降低了开发成本。经试用,系统可圆满完成该型导弹的各项训练任务,实用性强,有很高的推广应用价值。     

弹道导弹扰动引力快速计算方法的研究

远程弹道导弹在飞行过程中时刻受到地球外部空间扰动引力的影响,斯托克斯积分方法是计算扰动引力的重要方法之一,但因其本身存在计算量大、计算模型复杂的不足而无法满足快速计算的要求.对此,在传统斯托克斯积分方法的基础上,对斯托克斯法求解地球扰动引力的计算过程进行了研究,提出了简化的斯托克斯快速计算模型;同时,运用并行计算技术建立了相应的并行计算模型.仿真结果表明,简化的斯托克斯模型能在满足精度要求的情况下大幅度提高计算速度,并且得到较好的并行计算效率.     

弹道导弹反航母仿真系统设计研究

基于HLA(高层体系结构)规范,利用MAK-RTI运行支撑软件,设计并实现了具有高稳定性、可扩展性的弹道导弹反航母仿真系统。该系统完成了航母编队运行仿真、卫星侦察、作战指挥以及导弹武器攻击航母的过程仿真。介绍了在系统开发过程中涉及的相关关键技术及其实现方法。     

自适应变结构控制在弹道导弹中段控制的应用

随着弹道导弹技术的发展,中段机动变轨需要进行高精度的姿态指向、快速的大角度机动以及有效地节省能量等复杂的姿态控制。该文将自适应变结构控制应用于弹道导弹中段姿态控制中,推导了滑模到达条件,设计了相应形式的切换函数,给出了一种参数选择方案井设计了一种控制器以抑制抖振,给出了详尽的实现方法。仿真结果表明,该方法可以很好地实现中段姿态控制。具有良好的应用意义。     

弹道导弹自由段跟踪初始状态估计方法研究

采用卡尔曼滤波器对目标进行跟踪时,目标初始状态估计是影响初始阶段跟踪精度的一个重要原因.该文基于无先验数据和有先验数据二种情况,提出了由前二点测量值及弹道导弹自由段的特性建立初始估计的方法和依据雷达系统之间数据转换建立初始估计的方法.仿真结果表明,使用前一种方法建立初始估计,能使滤波器迅速收敛,提高初始阶段的跟踪精度;使用后一种方法建立初始估计,能较好地实现对先验数据的利用,提高初始阶段的跟踪精度.