空水跨介质鱼雷动力推进系统构型比较分析

目前外军装备的跨介质鱼雷均为助推运载器+鱼雷战斗部的构成形式,空水复用动力推进系统可使运载器与鱼雷合二为一,从而有效提高水下攻击有效载荷量与航程,且全寿命成本低廉,并有发展多次出入水功能的潜力。空水复用动力推进系统在常规鱼雷动力系统的基础上改造,使之具备空中推进和多模式切换的能力。文中针对3类可能的空水复用动力推进系统构型,从运行原理、系统性能、燃料选择、系统控制、研发难度以及发展潜力等方面展开讨论。研究结果表明,对于轻型跨介质鱼雷,可采用单一OTTO-Ⅱ燃料的构型,对于重型鱼雷则倾向于采用煤油和OTTO-Ⅱ双燃料双燃烧室系统的构型。

鱼雷状小型无人艇路径跟踪控制系统研制

为了提高无人艇在水域作业时的航向跟踪精度,自主设计了一款鱼雷状小型无人艇路径跟踪控制系统。该系统由岸基控制系统和艇载控制系统组成,具有自主巡航和手动控制2种工作模式。岸基控制系统通过数传电台与艇载控制系统进行信息交互,显示传回的状态信息并下达控制指令,在自主航行模式下完成BD09与WGS84的坐标系转换、期望航向角计算和目标点更新;艇载控制系统采用STM32F429作为控制芯片,完成数据采集和运动控制,在自主巡航模式下提供位置和航向数据,通过路径跟踪控制器输出的舵机PWM信号调整航向。实验表明设计的路径跟踪控制系统运行稳定,精度较高。

雷伞系统稳定特性及控制技术研究

随着火箭助飞鱼雷入水速度越来越高,鱼雷入水安全性对入水姿态变化越来越敏感,而在雷伞系统降落过程中,极易出现圆锥摆运动,导致鱼雷入水时攻角过大,巨大的击水载荷会使鱼雷结构发生破坏。为提高鱼雷入水安全性,需采取一定的稳定控制措施,有效减小鱼雷入水前攻角。文章结合雷伞系统多体运动仿真模型和基于脉冲姿控发动机的姿态控制策略开展雷伞系统姿态控制技术研究,对鱼雷入水前的雷伞弹道和带伞姿控过程进行了仿真,仿真结果表明,当降落伞锥摆频率与鱼雷摆动频率接近时鱼雷才会出现明显的锥摆运动,而通过引入姿控过程破坏鱼雷自身锥摆频率可以显著减小降落伞锥摆对鱼雷的影响,使得在一定条件下带伞姿控可以取得很好的姿态控制效果。

基于Simulink的鱼雷控制系统仿真

鱼雷是一种水下自主航行的运动体 ,其运动控制系统复杂 ,仿真建模难度大。该文首先描述了鱼雷动力学和运动学数学模型 ,给出了鱼雷水下空间运动的控制系统数学模型 ,详细论述了Simulink的鱼雷控制系统建模方法以及S功能函数的实现方法 ,并建立了Simulink仿真图形模型 ,最后给出了鱼雷控制系统的仿真方法 ,并对仿真结果进行了分析讨论。结果表明 ,所采用的Simulink与C/C + +混合编程仿真方法 ,能够方便地建立鱼雷等复杂系统的图形模型 ,具有直观、高效、灵活的特点。

网络化鱼雷控制系统仿真

传统的鱼雷研发过程需要昂贵的水下试验,数学建模与仿真为开展系统测试和验证提供了一种经济的方法;目前,越来越多的鱼雷电子控制部件采用CAN总线模块,这种基于CAN总线的系统有利于系统部件的更新和功能增加,并使不同任务的重构容易实现;论文提出了网络化鱼雷控制系统半实物仿真平台,描述了鱼雷控制系统网络化互联结构、总线协议和通信管理方法,并进行了控制系统仿真实验;仿真结果表明该仿真平台能够满足网络化鱼雷控制系统性能研究和仿真分析的需求。

鱼雷制导控制系统多通道控制加权算法设计

研究了智能鱼雷控制系统多通道控制算法的实现和设计问题。为使自适应控制理论在鱼雷制导控制系统中实现最佳控制效果和性能,设计了并联参考模型自适应鱼雷制导控制系统。自适应控制理论能准确实时调整控制加权系数,实现系统自身性能与外界信息的匹配和沟通,达到最佳性能,并有效应用于智能鱼雷的控制平台中。提出了一种基于自适应控制理论的鱼雷制导控制多通道加权算法,根据自适应多通道加权控制律,确定误差补偿器,使系统的稳态误差限定在较小范围内;推导出控制系统的状态方程,选取等效控制律参考模型设计自适应控制算法,并完成控制系统的硬件电路设计。实验结果表明,该控制系统性能稳定,控制品质和精度较高,能有效应用于鱼雷制导控制设计中。

基于MATLAB的鱼雷水下弹道仿真

鱼雷是一种水下自主航行的运动体,其运动控制系统复杂,仿真建模难度大,为解决某型鱼雷水下弹道仿真问题,首先根据鱼雷在水下运动特点,建立了鱼雷在水中运动的动力学和运动学模型,并进一步针对某型鱼雷的典型弹道设计了控制方程,应用Matlab软件对该鱼雷的水下弹道进行了仿真,绘制了仿真曲线,仿真结果证明该种仿真方法较好的仿真了鱼雷入水下潜、寻深、蛇行搜索及捕获目标后的追踪过程,较真实的反映了鱼雷在水中运动的情况。通过仿真证明采用MATLAB软件进行弹道仿真具有编程工作量小,程序运行速度快、鲁棒性好等优点。

基于模糊层次分析法的鱼雷武器系统作战效能评估

潜艇鱼雷武器系统在现代高技术战争中发挥着日益重要的作用,其作战效能评估也越来越受到重视。潜艇鱼雷武器系统的作战效能评估,基于鱼雷武器系统作战效能指标体系,运用模糊层次分析法(FAHP)实现,并结合实例对评估结果进行了分析,验证了此方法的可行性。

基于RBF网络的鱼雷控制系统故障诊断

文中研究了将RBF(径向基)网络应用于鱼雷深度控制系统的故障诊断方法。根据鱼雷深度控制规律,设定五类故障,并应用相关数据对RBF网络进行训练,然后使用满足训练要求的网络对故障数据进行分析,判断属于何类故障。仿真实验结果表明该方法能够有效地解决鱼雷深度控制系统故障诊断问题。

一种非线性优化控制方法及其在鱼雷控制中的应用

提出了一种带优化修正函数的非线性PID控制器设计方法 ,通过对控制器参数离线寻优 ,并对修正函数在线优化调整 ,可用它设计出性能优良且易于工程实现的控制器 .然后用该法为某型鱼雷非线性系统设计了弹道深度控制器并在各种入水条件下进行了仿真研究 .仿真结果表明 ,所设计的鱼雷非线性弹道深度控制系统具有良好的动、静态特性 。

便携式鱼雷发控系统测试仪研制

为了提高军用设备的外场测试水平,采用了虚拟仪器技术,研制了便携式鱼雷发控系统测试仪,介绍了便携式鱼雷发控系统测试仪及其功能,详细讨论了采用USB总线的硬件系统实现便携式测试仪的总体方案,采用LabWindows/CVI开发了上层应用程序,实现了良好的人机交互界面;采用Visual C++开发了底层驱动程序,实现了硬件测控的实时性。外场实际使用表明,该测试仪提高了外场测试和排故的工作效率,自动化程度高,性能稳定可靠,满足了鱼雷发控系统外场自动测试和排故的需求,为鱼雷发控系统的测试维修提供了有力的技术保障。

潜艇鱼雷射击控制方式及其有关问题

针对装备发展与相关概念和技术方法不相适应,且不相统一的现实,从潜艇鱼雷攻击的特点和攻击使用需求出发,对潜艇鱼雷攻击的任务过程和射击控制流程等进行了研究。在阐述鱼雷武器作战使用有关术语所描述的作战使用方式及战术意义的基础上,指出武器系统必须提供的相关使用功能,及实现这些功能所需要解决的技术问题。

基于网络控制系统的鱼雷制导系统结构

研究了基于网络控制原理的鱼雷网络控制系统, 详细分析了鱼雷网络控制系统的稳定性问题和基于时间触发的TTCAN高层协议, 旨在通过对鱼雷网络控制系统结构的研究, 指出其结构的意义和进一步的研究领域。

基于开放式控制平台的鱼雷制导系统结构

开放式控制平台(OCP)是软件激活控制(SEC)的一个主要软件组件。SEC的目的是开发新的控制系统和软件,以便实现使用目前的技术难以达到的控制功能。OCP为嵌入式系统开发者提供了一个开放式、基于中间件技术的软件结构和开发平台。本文分析了OCP的结构、功能和特点,并针对目前鱼雷制导系统存在的开发局限性提出了基于OCP的开放式鱼雷制导系统结构,给出了完成这种结构的软件体系。

鱼雷发射过程控制序列的Petri网仿真分析

以某鱼雷发射过程的控制序列作为研究对象,提出了在非完全离散系统基础上建立Petri网结构集的离散化方法;针对该鱼雷发射过程的控制序列建立了Petri网,得到了可达树形式的仿真运行结果,并对发射成功的随机性进行了探讨。本文还对Petri网在类似非完全离散系统中的应用作了分析和展望。

基于增量式PID算法的气体流量控制方法

气体流量控制回路因其动态特性复杂、响应速度受限等现象给控制器的设计带来了挑战。文中在分析鱼雷气体燃料动力系统动态流量控制特性的基础上,使用增量式比例-积分-微分(PID)算法来实现气体流量的动态控制,给出了控制系统动态特性的数学描述。在气体流量自适应控制器的设计阶段,首先在Ziegler-Nichol初始化基础上,试凑出一组具有良好控制效果的PID参数,并通过阶跃试验确认了该控制器的性能。仿真试验证明了该控制器在动态环境下的自适应能力。

基于STPA的鱼雷发射安全性分析

针对复杂鱼雷发射系统传统安全性分析方法的局限性问题,提出了一种新的鱼雷发射安全性分析方法。采用系统理论过程分析方法对鱼雷发射安全性问题进行研究。通过系统级分析建模,识别鱼雷发射过程的不安全控制行为,分析其产生的关键原因;构建鱼雷发射安全性计算分析框架,选取具体不安全控制行为作为计算分析对象,开展了基于STPA的鱼雷发射定量安全性分析。结果表明,采用STPA方法可为鱼雷发射安全性设计提供指导。

鱼雷雷体特性对其惯性深控系统阶跃响应的影响

分析、对比了两种鱼雷雷体特性对惯性深控系统阶跃响应的影响 ,从中找出对鱼雷定深航行稳定性有较大影响的雷体参数 。

双速制鱼雷固定弹性负载仿真对鱼雷控制品质的影响

建立了电动舵机的数学模型,将其代人现有的舵机回路和控制系统模型中,利用MATLAB进行了大量数学仿真试验,回答了舵面负载对由比例式操舵构成的控制系统品质的影响,其结论对半实物仿真方法研究,正确认识并分析半实物结果和实航数据具有一定的参考意义。

鱼雷发控系统的自动化检测设计

介绍了鱼雷发控系统测试设备的工作原理及其功能;给出了测试设备的硬件构成和软件设计方法,并分析设计中所采用的关键技术;研究认为,采用LabWindows/CVI作为软件开发平台,具有良好的人机界面。