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。     

潜艇自操状态方程的建立及其非线性影响的分析

本文通过潜艇水下运动水动力的分析,建立了潜艇实用自动操纵状态方程;通过计算机实时仿真又得出了潜艇在垂直面内的运动状态方程可以是线性的;但水平面内的运动状态方程必须是非线性的。     

航速和力对潜艇垂直面运动影响仿真分析

针对潜艇垂直面受外力作用下的操纵运动响应,在潜艇垂直面线性操纵运动方程的基础上,对不同航速时潜艇在外力作用下运动特性进行了理论分析.进而以模型潜艇为研究对象,基于潜艇垂直面线性操纵运动方程进行数值仿真验证,分析了不同航速的潜艇在静力和升降舵舵力作用下的运动特性以及艏、艉升降舵的操纵特点.理论分析与仿真结果表明,航速以及外力在潜艇纵向上的作用点对潜艇的操纵特性有着重要的影响,作用在潜艇上的外力一定时,在不同的航速、不同的作用位置条件下潜艇会呈现出完全不同的运动规律.仿真结论对潜艇指挥员正确操纵指挥潜艇有一定的现实指导意义.     

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。     

潜艇操纵运动的舵效仿真研究

针对潜艇空间操纵运动数学模型的复杂性,运动方程中水动力系数难以全部取得以及方程解算难度大等问题,在不影响潜艇空间运动主要特性的前提下,通过理论分析和实操经验以及计算机仿真需要,从潜艇对称性和潜艇运动特性人手,对现有潜艇空间操纵运动模型进行了合理地简化和求解,并进行了计算机仿真验证.根据计算机仿真结果对潜艇舵效进行了研究分析,为通过控制潜艇方向舵角和首、尾升降舵角来联合操纵潜艇运动提供了良好的参考和依据.     

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.     

潜艇水平面运动的滑模控制

本文用一种变结构滑模控制方法研究了包含横摇运动的潜艇水平面操纵运动，仿真分析了运动方程对控制设计的影响，并提出了两种控制设计方法，在解决航向调节控制的同时，实现了对横摇运动的主动控制。     

基于BP网络的潜艇在海浪中运动的建模与仿真

分析了潜艇在风浪中运动的复杂性、不确定性和运动模型的严重非线性等特点,难以建立准确的数学模型,因此提出了利用神经网络的非线性映射能力,进行潜艇运动模型辨识建模的新方法,通过仿真实验验证了利用BP网络建立潜艇在风浪中运动模型的可行性。     

Neural-fuzzy scheduling of H robust controllers for a high performance fighter aircraft under a Herbst-like manoeuvre

This paper presents a flight control system design method witha neural-fuzzy gain-scheduling algorithm with learning capability for a high performance fighter aircraft undergoing a high angle of attack velocity vector roll manoeuvre. This manoeuvre is similar to the Herbst manoeuvre, hence also called a Herbst-like manoeuvre. Two linear H robust controllers are designed by using the mu -synthesis method at two trim conditions that cover the whole dynamic range of this manoeuvre. Then a scheduling technique is proposed, using the neural-fuzzy concept, together witha dynamic back propagation algorithm for its training. Simulation results, using a recently developed non-linear six-degree-of-freedom aircraft simulation package, demonstrate that the neural-fuzzy scheduler can be trained by using the dynamic back propagation algorithm to achieve better closed-loop tracking performance, and the proposed neural-fuzzy scheduled flight control system gives satisfactory performance inexecuting this Herbst-like manoeuvre.     

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。     

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。     

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。     

Submarine manoeuvring controllers’ optimisation using simulated annealing and genetic algorithms

This paper is concerned with non-linear controller parameter optimisation for the diving and heading motions of a submarine model. The structure of the non-linear controllers used for these manoeuvres is derived from Sliding Mode control theory for decoupled single input, single output systems. The performance of these controllers depends on key design parameters. In this comparative study the values of these controller parameters are optimised using three different optimisation techniques. These are simulated annealing, segmented simulated annealing and genetic algorithms. The search properties of these algorithms are defined and compared in terms of simulated time domain results, convergence and saturation properties. These results are used to show the advantages and disadvantages of each optimisation technique.     

潜艇仿真中计算机成像的数学变换

文章对潜艇仿真中的计算机成像数学变换公式进行推导,推导出的最终公式可直接用于仿真。该公式是表现潜艇运动仿真的实时动画技术的理论基础。     

一种Ad Hoc网络群组移动模型

全面介绍了当前群组移动模型的研究进展,分析了不同群组移动模型的特点和应用范围,针时现有移动模型不能有效反映群组节点运动过程中行为特性的不足,提出了基于Gibbs分布模拟退火的群组移动(Gibbs sampler based simulated annealing group mobility,简称GGM)模型,并与目前广泛采用的参考点群组移动(reference point group mobility,简称RPGM)模型进行仿真比较,分析了两种群组移动模型对网络协议性能评价与网络拓扑的影响.仿真结果表明,通过选择不同的Gibbs势函数,GGM模型能够有效描述群体运动过程中的聚集行为、分散行为和列队行为;模型比较的结果也表明,不同的移动模型对Ad Hoc网络协议性能具有不同的影响.