水下无人系统学报

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岳灿甫, 吴始栋

2007, 15(4): 001-5. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2007.04.001

[摘要](2396) [PDF 1073KB](1297)

摘要:
激光焊接波纹夹芯板(LASCOR)结构能够减轻重量，减少占据空间，降低噪音和振动，增强防火安全性和热绝缘性，改善防撞击性，通过精确预制可降低制造成本，便于快速组装，通过板和接头的模块制造，可灵活组装。采用激光焊接可减少焊接变形和提高生产率，改善焊缝耐蚀性。该结构已在舰船(甲板、舱室隔板、升降机门、机库房门、航空母舰的偏流板) ，海洋平台(住居舱室、平台)，桥梁面板，汽车，列车和建筑等部门得到广泛的应用。文中概述了目前美欧各国LASCOR 结构在海军和船舶制造工业中取得的成果，以期对我国造船工业和海军舰艇夹层结构的开发研究有所启示

对抗尾流自导鱼雷的防御技术

易红, 何辰, 陈春玉

2007, 15(4): 006-10. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2007.04.002

[摘要](2663) [PDF 1051KB](1299)

摘要:
舰船航行时在尾部形成一条含有大量气泡的尾流成为舰船的目标特征之一。尾流自导鱼雷利用舰船尾流进行目标检测，对舰船构成很大威胁。目前对尾流自导鱼雷缺乏有效的防御措施，发展水面舰艇反尾流自导鱼雷防御技术迫在眉睫。该文基于尾流特征及尾流自导鱼雷工作原理介绍了用于对抗尾流自导鱼雷的气幕弹、磁尾流、拖网、深水炸弹和反鱼雷鱼雷等几种软杀伤和硬杀伤方法以及隐身技术和机动规避等非杀伤方法总结了舰船对抗鱼雷攻击3 个的关键环节包括高性能鱼雷报警系统、快速反应的水声对抗系统和多功能的水声对抗设施旨在为有效防御尾流自导鱼雷提供思路。

火箭助飞鱼雷水下水平发射弹道设计研究

张学锋, 潘光, 王鹏

2007, 15(4): 011-13. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2007.04.003

[摘要](2456) [PDF 776KB](1486)

摘要:
为了实现火箭助飞鱼雷采用潜艇鱼雷发射管发射，对火箭助飞鱼雷的水下水平发射的有关问题进行了探索性研究，设计了火箭助飞鱼雷运载器的总体方案并进行了弹道规划，提出了火箭助飞鱼雷倾斜出水并偏航避艇的水下弹道运动方式。运用动量和动量矩定理在运载器体坐标系下建立了运载器的6 自由度弹道数学模型提出了相应的弹道控制规律，并在MATLAB/Simulink 环境下对火箭助飞鱼雷运载器的水下弹道进行了数值仿真，结果表明，火箭助飞鱼雷的总体方案及弹道规划方案可行通过操舵控制可以实现运载器倾斜出水并偏航避艇的设计要求。

鱼雷涡轮机数字仿真

聂卫东, 赵宽明, 孙开锋, 赵昌利

2007, 15(4): 014-17. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2007.04.004

[摘要](2337) [PDF 896KB](997)

摘要:
鱼雷涡轮动力系统具有许多优于活塞动力系统的结构和工作特性，在现代鱼雷高速度和远航程的战术要求下，大型热动力鱼雷宜采用涡轮发动机作为推进主机。进行鱼雷涡轮动力装置数字仿真是设计涡轮机的重要步骤，为此，该文针对鱼雷涡轮机设计和研制的需求，采用理论分析、经验推导和实验研究相结合的方法建立了鱼雷开式循环部分进气纯冲动式复速级涡轮发动机设计工况及2 种常见变工况的数学模型，着重讨论了变工况过程涡轮机的调节控制方案，提出了简便易行的开关喷嘴控制方法，并对其进行了数字仿真研究。涡轮机内部结构及热力学参数仿真结果表明所建数学模型较为准确，变工况控制方法具有正确的理论依据，并易于工程实现。该文的数字仿真方法将为今后更深入的研究提供技术支持。

鱼雷非线性导引律设计

丁浩, 王德石, 王珲

2007, 15(4): 018-21. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2007.04.005

[摘要](2542) [PDF 763KB](1138)

摘要:
鱼雷追踪导引性能的关键是设计高性能的导引律。该文基于鱼雷和目标的相对运动方程，建立了相应的状态方程并选取了合适的评价输出信号，应用非线性瓦控制理论，通过求解相应的Hamilton-Jacobi 不等式，得到一种鱼雷追踪非线性H∞导引律以及鱼雷的需用法向过载，并进行了仿真验证。结果表明，该导引律可使鱼雷在较短时间内
追踪上目标，并且在追踪过程中始终保持小的法向过载，故可有效地实现鱼雷对目标的追踪导引，具有良好的鲁棒性，该结果可广泛应用于鱼雷及反鱼雷的导引律设计。

水下多目标跟踪系统攻击目标优选模型及算法

王百合, 黄建国, 张群飞

2007, 15(4): 022-25. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2007.04.006

[摘要](2060) [PDF 976KB](1260)

摘要:
攻击目标优选是水下多目标跟踪(MTT)系统的重要组成部分。目标估计值的不精确性使优选具有模糊性，常用的经典决策方法如层次分析(AHP)法和理想解(TOPSIS)法存在精度要求高、结果稳定性差等问题，不适用于水下目标优选。该文以水下MTT系统为研究对象，运用灰色关联优选(GROD)法建立了攻击目标优选模型，解决了水下MTT
过程中的目标排序以及由于目标特征值不精确引起的攻击目标误判问题。结合实例介绍了GROD方法在MTT系统中的应用，并借助系统效能分析工具与其他常用经典评估决策方法进行了比较，效能统计结果表明，应用GROD法的系统效能比AHP法提高约15%，比TOPSIS 法提高约10%。GROD模型算法简单、直观、合理，计算结果客观、稳定，系统效能高，将其应用于水下MTT 系统攻击目标优选评估在技术上是可行的。

捷联惯导系统圆锥误差分析

陈涛, 李建辰, 王新龙

2007, 15(4): 026-30. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2007.04.007

[摘要](1977) [PDF 894KB](1111)

摘要:
圆锥运动是刚体运动的一种几何效应，在圆锥运动下产生的圆锥误差是捷联惯导系统的重要误差源。产生圆锥误差的运动学机理表明，该误差在捷联惯导系统中只能通过系统设计和算法补偿等方法使其尽量减小而无法完全消除。本文在分析了圆锥误差的运动学机理的基础上推导了由于安装误差、陀螺量化误差、陀螺频带选取等因素影响下圆锥误差的大小。同时介绍了描述刚体圆锥运动的Goodman Robinson 理论，应用该理论推导出了圆锥误差的一种有效修正算法，并通过仿真进行了验证。仿真结果表明，采取提高硬件精度和软件补偿的方法可以有效地降低圆锥误差对系统精度的影响。

鱼雷定深仪差动式机械限位器结构分析

金高生, 赵长汉

2007, 15(4): 031-33. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2007.04.008

[摘要](2435) [PDF 668KB](1279)

摘要:
针对目前鱼雷航行深度遥控定深仪对鱼雷的航行深度标定进行机械限位的要求，分析了鱼雷航行深度遥控定深仪中差动式机械限位器的结构和原理，从该机构在结构设计中采用的类蜗轮蜗杆传动方式出发，进一步通过对该机构的运动学分析和数学建模，定量地描述了特征零件的运动姿态和轨迹，分析了影响限位位置的特征零件的主要参
数，结果表明，该机构能够满足鱼雷定深标定机械限位的要求。该研究可为类似限位装置的设计和应用提供一定的参考。

基于时间序列分析方法的FOG 随机漂移建模与辨识

王雪平, 李俊, 张福斌

2007, 15(4): 034-37. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2007.04.009

[摘要](1957) [PDF 794KB](855)

摘要:
为了对光纤陀螺(FOG)随机漂移(启动漂移、慢变漂移和快变漂移)的各项参数进行快速有效的辨识，建立了含未知模型参数(慢变漂移的相关系数)的FOG随机漂移状态方程模型，通过对FOG随机漂移进行时间序列分析，辨识了未知的模型参数以及慢变漂移和快变漂移的自噪声方差，以卡尔曼滤波/平滑技术计算了FOG随机漂移的3 项分量。对实测的FOG随机漂移数据进行了模型辨识与适用性检验，结果表明，该方法能够准确计算FOG随机漂移的各项参数和分量。通过建立FOG随机漂移的状态方程模型，首次将时间序列分析方法与卡尔曼滤波/平滑技术相结合，快速计算了启动漂移、慢变漂移的相关系数以及慢变漂移和快变漂移的自噪声方差，这对于修正FOG单独工作或与其他设备组合时的导航误差具有重要的参考价值。

2D 模型舵的空泡流场特性研究

蔡卫军, 钱建平, 尹韶平, 杨飚

2007, 15(4): 038-41. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2007.04.010

[摘要](2204) [PDF 818KB](1137)

摘要:
水下航行体的航行性能直接受其操纵舵的影响，为确保航行体在全沾湿以及超空泡航行状态时均具有良好的稳定性，该文采用理论数值方法详细分析比较了2种典型模型舵翼型在不同航行状态下的空泡形态及其升/阻力系数的变化规律，研究结果表明，随着来流攻角的增大，阻力系数呈现先减小后增大的趋势，且大空泡数条件2下种模型舵的舵效相当，但有平行后体时的模型舵在小空泡数条件下具有较高的舵效，需合理选择模型舵以确保航行体具有稳定的航行性能。

自主水下航行器主从式编队控制

崔海英, 石秀华, 崔荣鑫

2007, 15(4): 042-44. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2007.04.011

[摘要](2101) [PDF 681KB](1273)

摘要:
多自主水下航行器的协作已经成为当前的研究热点，编队控制是协作问题中的典型问题，也是其他协作问题的基础。该文建立了自主水下航行器主从式编队控制的数学模型，利用反馈线性化理论将模型简化1 为阶动态系统，设计了编队控制律，从理论上证明了所设计控制律的稳定性以及内动态系统的稳定性。在此基础上，比较2 种了不同拓扑方式下主从式编队控制下的编队误差。仿真结果表明了该编队控制算法的有效性并且并联式主从编队下编队控制的误差要小于串联式主从编队。

基于Markov过程的潜艇占位能力模型研究

宋保维, 姜军, 王鹏, 常明

2007, 15(4): 045-48. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2007.04.012

[摘要](2029) [PDF 856KB](885)

摘要:
潜艇占位能力是由于受到鱼雷航程和航速的限制，为保证一定的鱼雷命中(捕获)概率而占领有利射击阵位的能力。传统潜艇占位概率模型只考虑了潜艇能否进入鱼雷射击可行阵位域，而不是进入鱼雷有利发射阵位域。因此，传统潜艇占位概率模型应作为潜艇是否采取占位行动的表征，而不宜作为潜艇是否能成功占领发射阵位的能力度量。在充分考虑潜艇占位过程中的主要影响因素(包括潜艇隐身能力、潜艇抗打击能力、目标探测能力、目标攻击能力和占位时间等)基础上，基于Markov 过程理论，本文建立了新的潜射鱼雷占位能力概率模型，新模型弥补了传统潜艇占位概率模型的未能考虑潜艇占位过程中各主要因素对潜艇占位能力的综合影响的不足，同时，考虑了各主要因素之间的关系对潜艇占位能力的影响，而不必假设各主要因素对占位的作用是相互独立的，并通过实例分析，证实了新模型的有效性。

指控系统集中管理的发射装置控制系统

穆连运, 刘勇, 逢洪照

2007, 15(4): 049-52. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2007.04.013

[摘要](1924) [PDF 913KB](1121)

摘要:
发射装置控制系统对作战系统的性能有重要影响，实现集中遥控并与指控系统融合是其发展的主要方向，这种方式可以减少武器发射时的指挥层次，提高效率，并有利于对整个发射过程进行监控。根据新一代作战系统分布式控制和集中式管理的结构模式，研究了在指控系统集中管理下发射装置控制系统的基本构架、功能界定、控制流、信息流以及软硬件的设计原则和思路等，并对系统要求较高的可靠性问题进行了探讨。研究结果可以作为新型指控系统功能规划与工程设计的参考。

自导鱼雷区域射击法研究

崔绍波, 贾跃, 徐奕航, 陈晓峰

2007, 15(4): 053-56. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2007.04.014

[摘要](2294) [PDF 796KB](972)

摘要:
针对如何有效打击只能确定初始位置及运动方向的匀速直航潜艇，提出了自导鱼雷对匀速直航潜艇射击的区域射击法，即采用与匀速直航潜艇运动方向相同的固定提前角进行射击，建立了鱼雷与潜艇的区域射击法对抗模型，通过实例计算分析了固定提前角的确定方法，验证了区域射击法对中近距离上向固定方向运动的匀速直航敌潜艇对抗的有效性。仿真结果表明，在500~4000 m 距离内，对向固定方向运动且速度小于20 kn 的潜艇，采用7°~15° 的固定提前角射击，对潜艇的命中概率可达到0.8。

鱼雷维修辅助决策及信息管理系统

程文鑫, 杨策

2007, 15(4): 057-59. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2007.04.015

[摘要](2151) [PDF 728KB](1178)

摘要:
针对鱼雷维修与信息管理方面存在的效率低和信息流失严重等问题，提出了基于Web 网络，面向部队基层的，集辅助维修支持、信息采集和处理等功能为一体的数据库集成系统构建思路和方案，确定了系统的结构，介绍了系统关键模块的功能。该系统建立后可以实现鱼雷保障数字化与可视化提高部队鱼雷维修技术能力以及鱼雷保障的精确性和时效性，以满足"适时、准确、适量"的现代装备保障要求。

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