舰载机捷联惯导自对准方案设计与仿真

舰船因风浪影响而产生大幅摇摆,使陀螺测量到的地球自转角速度信噪比大幅度下降,从而给舰载机的初始对准带来困难。针对这一问题,提出了利用惯性空间中地球重力加速度信息的捷联惯导自主粗对准方法,以及基于模糊自适应卡尔曼滤波的自主精对准方法。粗对准算法中采用了惯性凝固假设,建立了载体惯性坐标系ib0,使舰载机相对ib0坐标系的姿态阵初值成为单位阵,并将姿态阵分散为四个矩阵求解;考虑了舰载机的地理信息、地球的自转、对准初始时刻舰载机相对地球的相对位置,及舰载机相对ib0系的姿态变化等信息,使姿态更新解算成为可能,从而隔离了舰船晃动。精对准中设计了一种模糊自适应卡尔曼滤波器,有效抑制量测中含有的不确定性干扰。理论分析和仿真结果表明,该运动基座上捷联惯导自对准方法能有效地解决舰船系泊和等速航行状态下舰载飞行器的初始对准问题。

摇摆基座上基于信息的捷联惯导粗对准研究

舰船的摇摆使陀螺无法测出地球自转角速度,无法根据陀螺和加速度计的输出直接计算出姿态阵。针对这一问题,提出了基于重力加速度的粗对准算法。该算法中,姿态阵分散成4个矩阵求取,所利用的信息为:摇摆基座姿态变化信息;重力加速度相对惯性空间随地球旋转引起的方向变化信息;地球自转信息;地理信息。算法的巧妙之处是应用惯性凝固假设,建立了基座惯性坐标系ib0,使舰体相对ib0坐标系的姿态阵初值成为单位阵,从而使姿态更新解算成为可能。仿真结果表明,在舰船横摇、纵摇、艏摇幅值分别为10°、7°和5°,周期分别为6 s、5 s和7 s,横荡、纵荡、垂荡幅值分别为0.02 m、0.03 m和0.3 m,周期分别为7 s、6 s和8 s的环境下,由50个样本确定的东、北、天向失准角的均值分别为2.01′-、1.38′和-0.20,°相对的标准差为0.26′、0.21′和1.3,°在此基础上完全可以实现精对准。

海上船体摇摆对静脉输液操作影响的实验研究

目的探讨不同海况下船体摇摆对静脉输液操作时间、一次穿刺成功率的影响程度,并提出针对船体不同摇摆度的应对措施。方法选用新西兰兔30只,随机编号;采用潜艇自由度操纵模拟器,模拟4种海况下船体摇摆0°、7°、12°、15°,由30名护士每人分别完成4种船体摇摆度下的兔耳缘静脉穿刺操作。结果船体摇摆小于7°时与陆基操作时间无差异(P>0.05);船体摇摆12°时操作时间明显延长(P<0.01);船体摇摆15°与陆基有高度显著性差异(P<0.01)。结论船体不同摇摆度影响护理工作时效,应分别采取相应措施。

大型船闸闸墙锚杆的分析与设计

结合三峡船闸衬砌式闸墙的设计研究工作，提出了采用具有自由长度的锚固新方案。此方案在结构与岩体间保持一段可以自由剪切和弯曲的锚杆段，该锚杆段的长度称为自由长度。通过对闸墙受渗透压力、闸墙自重和温度等荷载的分析，发现锚杆自由长度对锚杆轴力的影响较小，而对锚杆剪力的影响很大。当自由长度增大时，锚杆的剪力迅速减小。由于自由长度的采用，解决了三峡船闸闸墙锚杆在一些荷载作用下的高剪应力问题。

隔离船摇补偿新方法探究

提出了一种新的隔离船摇的方法——陀螺前馈补偿法。对自跟踪位置环、含有陀螺反馈内环的自跟踪环和含有陀螺前馈补偿的自跟踪环这三种环路的船摇隔离度进行了对比分析和计算。与传统的陀螺反馈法相比,陀螺前馈补偿法隔离船摇的效果明显提高。

测量船外测数据的四矢量误差分析方法

航天测量船外测数据处理精度对航天测控具有着重要的意义。针对测量船测量机理复杂的难题,在分析测量船主要误差源的基础上,提出了测量船四矢量误差的概念,并分析了其对航天测量船外测精度的影响。结果表明,设备本身的测量误差是主导因素,船摇测量误差次之,变形测量和船位测量的误差处于较小量级,最后通过实际应用验证了四矢量误差分析的准确性和实用性。

船载摇摆胁迫对斑石鲷血液生化指标的影响研究

为了探索鱼类在船载摇摆条件下的应激响应和适应性,为深远海大型养殖平台养殖工艺设计与模式构建提供基础数据和理论依据,利用机械摇摆台模拟船载工况,研究了不同摇摆周期和时间条件下斑石鲷的血液生化指标变化情况。结果表明:(1)短时间摇摆条件下(5 min),摇摆周期10 s组的斑石鲷与空白组无显著性差异;摇摆周期5 s组的斑石鲷血清葡萄糖显著降低、皮质醇和肾上腺素指标显著升高、肌糖原和肝糖原无显著差异。(2)长时间摇摆条件下(60 min),摇摆周期5 s组和10 s组之间斑石鲷无显著性差异。但是,与空白组相比,血清葡萄糖指标均显著降低,皮质醇和肾上腺素指标也均显著升高,肌糖原和肝糖原指标无显著差异。(3)水质变化情况显示,摇摆60 min对于水温、盐度、pH、溶解氧、氨氮等的影响不显著。根据试验结果认为,短期小幅摇摆对斑石鲷不会造成较大影响,而大幅度剧烈摇摆会引起斑石鲷一定程度的应激反应。

船载雷达伺服系统船摇隔离度静态测试方法

克服船舶摇摆对船载雷达跟踪的影响是船载雷达伺服系统的特殊性问题,船摇隔离效果的测试和调试需要在雷达试验场进行摇摆台试验或出海以后在船舶生摇时开展,需要耗费大量的人力物力。在对船载雷达伺服系统环路进行建模分析的基础上,文中提出了基于“数引环路”和“自跟踪回路”的两种船摇隔离度静态测试方法。仿真分析和现场试验表明:该测试方法实现简单,便于工程应用。

船底板被圆锥形礁石撕裂变形的机理研究

研究搁浅场景中船底板撕裂变形机理,提出新的针对圆锥形剖面礁石搁浅场景下板材撕裂机理解析计算模型。该模型由摩擦、膜拉伸、弯曲及断裂等分析板材撕裂机理,并据塑性力学理论求出稳定状态下板材撕裂受力解析解;通过与Muscat-Fenech实验结果对比分析,验证该机理模型的准确性;利用LS_DYNA软件进行一系列典型船舶双层底结构搁浅于锥形礁石场景的仿真计算,所得搁浅力与利用等效板厚法计算的解析结果吻合良好。该研究对船底耐撞性结构设计、性能评估具有一定指导意义。

基于Vc++的船摇隔离度自动化测试研究

本文介绍了船摇隔离度测试的原理及方法,针对原测试方法时间长、步骤复杂、测试误差大等不足,利用Vc++语言编程,实现船摇隔离度的快速、自动化测试。

基于CFD方法的舰船摇荡响应幅值算子计算

将白噪声技术引入到数值造波领域,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法实现了基于白噪声波谱的舰船摇荡响应幅值算子的求取,计算结果与荷兰代尔夫特理工大学(Delft University Technology,DUT)相同傅汝德数下规则波船模水池试验结果进行比对,效果良好,有效地克服了传统上计算舰船摇荡响应幅值算子方法中效率低和精度差等不足,拓宽了舰船摇荡响应幅值算子的求取途径。

船载测控设备船摇前馈使用意见和改进方法

针对船载测控设备在执行试验任务过程中使用船摇前馈可能存在的问题,提出了船摇前馈的使用意见。另外,为了增强船摇前馈使用的安全性,又对船载测控设备的研制改造提出了两种改进方法:一种方法是通过数字低通滤波器滤除船摇前馈数据中的高频分量,从而可以有效抑制数据跳变对跟踪的影响;另外一种方法是设计一个简单有效的剔除野值的判据,当出现少量野值时则进行野值剔除,当出现大量野值时则自动取消船摇前馈的使用。

基于关键块体理论的岩体稳定性分析方法及其在三峡工程中的应用

针对三峡工程船闸边坡、地下厂房等岩石工程建设中面临的复杂岩体结构块体稳定性问题,阐述了引进岩体关键块体理论解决工程实际问题的关键技术及过程。以关键块体理论为基础,提出任意形状块体的体积计算、凹形块体几何构型以及考虑一般水压模式条件下的块体水载荷计算等一系列方法,实现了复杂岩体地质结构面切割条件下的关键块体识别及多种载荷组合下的关键块体稳定性评价,并应用于三峡船闸边坡及三峡地下厂房等多个工程部位岩体稳定性分析与支护评价。三峡船闸边坡施工期数百个块体几何构型及稳定性分析结果表明关键块体稳定性分析结论与现场实际块体出露特征和稳定状态总体相符。所提出的基于关键块体理论的岩体稳定性分析方法具有较好的针对性和实用性,可为其他工程岩体稳定性分析提供理论依据。

堆石坝坝料装运机械配套优化仿真研究

针对堆石坝坝料装运施工过程中存在的机械配套问题的多样性和复杂性,将排队论应用于该施工系统,并建立了相应的仿真模型。在此基础上,采用VisualBasic语言编制相应的程序对该施工过程进行系统仿真。经过实例验证分析说明,该方法对施工项目管理和决策有着重大的指导意义,为决策者提供了更科学、更直观的依据。

边坡卸荷带岩体渗透特性分析——以三峡永久船闸高边坡为例

为了准确描述卸荷带岩体的渗透特性,以三峡永久船闸高边坡为例,应用其监测资料,引入应变指标,将岩体卸荷带划分为强卸荷变形带、弱卸荷变形带和卸荷应力应变调整带。观测资料的计算分析表明：与未开挖岩体相比,强卸荷变形带、弱卸荷变形带和卸荷应力应变调整带的渗透系数分别增大了3 138~330,92~27倍和8~1倍。对整个分析过程作了详细介绍。

混合式闸墙与基岩间的非线性接触分析

针对广西西津船闸闸墙的结构布置,采用连续介质非线性理论和有限元法,建立数学模型,分析了衬砌墙墙体与基岩之间的接触状态和接触应力,揭示了墙体与基岩应力分布的基本规律,对基岩上闸墙体型的优化设计提供了参考。

大型升船机塔柱简化结构的抗倾覆稳定性分析

鉴于齿轮齿条式升船机过坝速度快、运行安全可靠,已在我国的大型水利水电工程中得到广泛应用。由于升船机支承塔柱高宽比通常大于6,在水平地震荷载作用下,受到很大的倾覆力矩,使得基础的一侧发生破坏,当结构倾覆力矩超过由结构自重产生的恢复力矩时,结构将发生转动,当转角大于临界倾覆角时结构将会发生倾覆。因此需要评价升船机塔柱结构在强震作用下的转动稳定性。本文基于MATLAB 7.0,编制了摇摆反应控制方程求解程序,利用该程序对大型升船机塔柱简化结构进行了抗倾覆稳定性分析。研究表明:地震波的频谱特性、高宽比、结构尺寸对结构抗倾覆能力有很大影响。应重点关注升船机塔柱结构底部拉应力集中区以防止应力过大引起底部脱开而发生摇摆失稳。

深水无覆盖层倾斜岩面双壁钢围堰设计与施工

沌口长江公路大桥4号主墩位于长江深泓区,施工水域无覆盖层且岩面倾斜,通过对各种应用广泛的钢围堰定位系统进行分析比选,采用钢筋混凝土梳齿锚+单定位船的定位系统施工技术,可以最大限度减少围堰施工对航道船只通行的影响,并提供有效的锚固力保证无覆盖层水域围堰精定位要求。同时,通过钢围堰刃脚处设置反压牛腿、围堰下沉着床后铺设麻袋混凝土并安装钢支墩支垫的方式,可以有效解决倾斜岩面围堰封堵的问题,较传统的爆破施工及异形钢围堰设计方案,安全风险低,节省了工期,创造了良好的经济效益。

船载雷达伺服系统带宽测试方法研究

带宽是船载雷达伺服系统的重要指标,反映了系统的动态性能和跟踪性能;工程经验公式估算带宽的方法平滑了时域响应曲线的锯齿状波动,估算结果比实际值偏大;针对这种情况,提出了一种基于阶跃响应和傅里叶变换的带宽计算方法,只需一次阶跃响应即可获取系统的频率特性从而计算系统带宽,由于不需要额外的激励信号,测试过程较为简单,仿真和试验结果表明测试结果与理论结果更为接近。

一种舰载测量雷达伺服回路分析和设计

波束稳定是舰载测量雷达区别于岸基测量雷达的主要特点和要求,伺服系统需要克服船摇保持波束稳定。在工程设计中,回路参数设计是伺服系统设计的重要环节。详细阐述根据船摇隔离度、回路带宽等指标要求,重点分析位置跟踪回路、船摇稳定跟踪回路的参数设计方法和过程。理论计算和工程实践证明,雷达能较好地克服船摇影响,稳定跟踪快速目标。