水下无人系统学报

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邹启明, 王改娣, 张西建, 郭晓辉

2008, 16(4): 001-4. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.04.001

[摘要](2025) [PDF 448KB](780)

摘要:
超空泡航行器在水下运动时，其大部分表面被超空泡包裹，构成了一种新的流体动力布局，运动模式完全不同于常规航行器，其受力状态也极其复杂，这种新的流体动力是非线性的。为了进一步分析超空泡流场中航行器的受力特性，需要对其流体动力进行线性化处理。本文描述了超空泡形态，讨论了影响超空泡变形的主要因素，对超空泡流场中航行器的滑行力和空化器升力做了分析和线性化处理。仿真结果表明，滑行力和空化器升力在一定范围内是线性的，利用经线性化的力可进一步分析航行器的运动特性。

鱼雷试验评定模型研究

周春明

2008, 16(4): 005-9. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.04.002

[摘要](1489) [PDF 500KB](727)

摘要:
为了客观地评价鱼雷的性能、质量和可靠性水平，在分析鱼雷试验的特点和现有的传统评定方法和超差点评定方法的基础上，运用模糊数学理论，提出了一种新的鱼雷试验综合评定方法, 并建立了相应的综合评定模型，将试验结果评定的有限状态向无限状态扩展，并用合格度来描述其状态，从而拓展了鱼雷试验结果的评定方法和技术。

水下爆炸对双壳体结构破坏的数值研究

吴亚军, 周鹏, 雷晓莉

2008, 16(4): 010-14. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.04.003

[摘要](1721) [PDF 584KB](770)

摘要:
针对水下爆炸试验困难的问题，利用有限元方法对双层板壳结构在水下接触爆炸作用下的破坏进行数值仿真模拟，得出了爆炸载荷情况下双层板壳结构的破口形状，位移、应力和压力随时间变化曲线等数值模拟结果，对比了相同爆炸载荷下不同板壳结构的响应，为提高舰船和潜艇整体防护能力以及鱼雷战斗部的设计提供了参考依据。

光纤陀螺温度误差建模及补偿方法研究

李战, 冀邦杰, 国琳娜, 洪剑英

2008, 16(4): 015-18. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.04.004

[摘要](1960) [PDF 436KB](695)

摘要:
温度是影响光纤陀螺输出精度的主要误差源。为了有效提高光纤陀螺的输出精度，在光纤陀螺温度特性理论分析的基础上，对光纤陀螺进行了全温度范围（-30℃～+70℃）速率试验和零偏试验，并对试验数据进行了深入分析，建立了光纤陀螺温度与标度因数、温度与零偏之间的多项式误差补偿模型。试验结果表明，该温度误差补偿模型可以使光纤陀螺在全温度范围的输出精度提高一个数量级，补偿效果良好。

鱼雷作战仿真系统联邦成员的MEP建模方法

刘雪辰, 徐枫

2008, 16(4): 019-23. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.04.005

[摘要](1556) [PDF 628KB](746)

摘要:
提出了基于模型驱动架构(MDA)的开发过程--模型扩展过程（MEP) ，以MDA为核心，结合统一建模语言（UML) 、可扩展标记语言 (XML)、基础对象模型（BOM）等技术，将系统开发工作的重点从代码转移到更高抽象层次的模型设计上。基于MEP设计了鱼雷作战仿真系统的概念模型，实现了基于BOM技术的系统联邦对象模型 / 仿真对象模型 (FOM/SOM)开发和联邦成员的平台独立模型 (PIM)，最后利用MDA技术生成可执行代码,并完成了典型仿真应用分析。

虚拟现实在AUV地形跟踪控制研究中的应用

桂志辉, 严卫生, 高剑, 马文杰

2008, 16(4): 024-26. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.04.006

[摘要](1878) [PDF 350KB](694)

摘要:
基于软件平台MultiGen Creator和Vega开发出自主水下航行器(AUV)地形跟踪虚拟仿真系统，详细描述了系统软件的选择、模型的创建、虚拟海洋地形和环境的生成以及地形跟踪控制策略的设计与实现，研究了虚拟现实技术在AUV 地形跟踪中的应用。仿真结果表明，该系统能精确模拟现实环境中的环境交互功能，逼真演示AUV 地形跟踪的动态过程，为将来的AUV避碰控制和协同控制仿真提供了参考。

基于非支配排序遗传算法的振动主动控制优化方法

孟祥众, 石秀华, 杜向党

2008, 16(4): 027-30. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.04.007

[摘要](2101) [PDF 438KB](612)

摘要:
非支配排序遗传算法是一种基于Pareto前沿的低计算需求、有精英策略、约束处理简单的多目标优化算法。该算法能够搜索到Pareto解集，由专家根据具体要求进行客观的筛选，根据各个目标函数不同的加权进行合理选择最优解，满足了不同研究目的对同一系统的不同要求，这是单目标优化算法不可比拟的。以结构振动系统的结构振动能量和系统控制能量作为多目标优化函数，建立了振动主动控制系统的控制增益以及传感器和作动器位置、数量和长度的多目标优化配置数学模型，首次利用非支配排序遗传算法作为优化策略，并以悬臂梁作为算例，进行了仿真实验，验证了该方法的有效性和可行性。

一种评估自由场隔声测试中边缘衍射影响的数值分析模型

刘彦森, 盛美萍, 王鹏, 张军锋

2008, 16(4): 031-35. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.04.008

[摘要](1284) [PDF 611KB](638)

摘要:
水声工程中，改善和提高自由场材料声学测试精度和可靠程度对水下航行器的声隐身设计具有非常重要的工程应用价值和现实意义。本文基于边界元和有限元方法对自由场材料隔声测试中存在的边缘衍射影响进行了数值评估模型研究，理论评估模型、分析条件和分析步骤均以实际测试为基础，并以水下钢板法向隔声测试为例计算分析了边缘衍射对轴向接收和偏轴向接收的影响程度和特点。研究表明,边缘衍射对自由场隔声测试的影响与样板几何尺寸和测试频率波长相对大小以及样板、声源和接收场点的空间几何配置等因素关系密切；与轴向接收相比，小角度偏轴向接收对抑制半波长与样板几何尺寸相当或远大于样板几何尺寸频段的边缘衍射影响较为有效，抑制效果与偏轴向距离及其相关轴向距离的选取有关。研究结果表明,该模型对更好地开展自由场材料隔声测试具有指导意义。

基于尾流自导鱼雷弹道水平方位变化率检测来袭鱼雷的方法

孙常存, 任志良, 陈光, 焦中尧

2008, 16(4): 036-39. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.04.009

[摘要](1963) [PDF 441KB](765)

摘要:
目标信号检测技术是研制悬浮式硬杀伤反鱼雷火箭的关键技术之一。针对悬浮式硬杀伤反鱼雷火箭拦截尾流自导鱼雷的炸点判断问题，通过对不同相遇态势下尾流自导鱼雷弹道水平方位变化率的仿真分析，提出了一种检测来袭尾流自导鱼雷的门限检测法，并根据相遇的临界条件给出了检测门限的计算方法，说明了检测原理。仿真分析表明，炸点的判断就是检测尾流自导鱼雷是否进入动作区域。文章同时对该检测方法的应用前景进行了探索性分析,从而为悬浮式硬杀伤反鱼雷火箭拦截尾流自导鱼雷提供了相关技术支持。

基于改进截断正态概率模型的机动目标跟踪算法

焦亚萌, 冯西安, 黄建国, 张引

2008, 16(4): 040-42. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.04.010

[摘要](1434) [PDF 469KB](657)

摘要:
机动目标模型是水下目标跟踪的关键，在分析截断正态概率密度模型的基础上，利用前2个时刻的观测值与状态估计偏差，对该模型机动加速度与其方差的自适应关系重新进行修正，给出了一种基于改进截断正态概率密度模型的机动目标跟踪算法。该算法避免了加速度极限值的预先设定问题，从而提高了对机动目标状态估计的精度。仿真结果表明，该算法在跟踪水下机动目标时具有良好的跟踪性能。

浅海多途环境下的水声跳频通信方法

田亮, 王明洲, 王海陆

2008, 16(4): 043-46. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.04.011

[摘要](1424) [PDF 469KB](649)

摘要:
浅海海域强多途传输引起的码间串扰严重影响了水声通信的性能，本文采用跳频方法来抗多途和码间串扰。除了采用以往的单一滤波接收处理方法，本文还采用了一种新的接收处理方法，即前置跳频滤波接收处理方法，与其他方法不同的是在信号接收系统的混频之前增加了可控的前置跳频滤波器，可以增强抗多途和码间串扰能力，并对此方法分别采用PN码和递增序列2种跳频序列进行仿真研究。仿真结果表明，采用递增序列的前置跳频滤波接收方法使误码率大大降低。当信噪比大于10 dB，串扰信号与直达信号能量比小于0.6时，误码率可达10^-4.

尾流自导鱼雷防御系统接收信号模型及参数优化

梁红, 刘劲波

2008, 16(4): 047-50. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.04.012

[摘要](1887) [PDF 508KB](765)

摘要:
针对目前尾流自导鱼雷对舰艇的严重威胁，从舰艇尾部反尾流自导鱼雷的角度出发，分析了尾流回波信号的声学特征模型。研究表明, 尾流回波声压主要取决于气泡尺寸、数量，舰船吃水深度和航速及基阵发射频率等因素。根据所研究模型和国外实测尾流气泡半径和密度数据，对比于鱼雷回波信号，对防御系统的主要参数（如发射频率、发射脉宽和周期以及工作距离和深度等）的选取和优化进行了理论研究，提出了设计原则和参数选择范围, 该研究可为反尾流自导鱼雷防御系统的仿真信号生成和参数选择提供理论依据。

舰艇使用悬浮式深弹对抗声自导鱼雷规避策略分析

林贤杰, 贾跃, 赵学涛

2008, 16(4): 051-53. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.04.013

[摘要](2024) [PDF 469KB](743)

摘要:
水面舰艇使用悬浮式深弹拦截鱼雷时如何进行规避机动是舰艇防御鱼雷的重要问题之一。本文分析了水面舰艇使用悬浮式深弹拦截鱼雷过程，建立了舰艇使用悬浮式深弹时规避声自导鱼雷数学模型，采用蒙特卡洛法通过计算机仿真，得出了在不同的鱼雷报警区域内舰艇规避鱼雷时的规避转向角。仿真结果表明,舰艇在悬浮式深弹阵的掩护下，不规避或小角度规避即可获得理想的规避成功概率。

远程鱼雷的作战样式及其技术需求

李本昌, 梁涛

2008, 16(4): 054-57. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.04.014

[摘要](1545) [PDF 545KB](707)

摘要:
以远程打击水面舰艇编队作战为背景，论述了产生远程鱼雷的战术原因、技术条件和客观可能，提出了以远程鱼雷实现潜艇集群攻击和“领雷”引导攻击的概念，以及利用远程鱼雷对目标舰艇编队实现远程打击和把鱼雷作为发射平台或指挥节点的前端探测器的作战样式。最后，分析了远程鱼雷的主要技术特点和功能需求。

水面舰运动要素误差对线导雷极限射距计算影响

宋健锋, 黄文斌

2008, 16(4): 058-62. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2008.04.015

[摘要](2031) [PDF 534KB](678)

摘要:
在研究线导雷极限射距计算方法及影响因素的基础上，建立了潜艇使用线导鱼雷攻击单艘匀速直航水面舰时极限射距计算的仿真模型，该模型采用偏离方位法发射线导鱼雷，线导段采用保持距离导引法作为导引方式，自导追踪段采用尾流自导方式，具有较好的实用性。潜艇在线导鱼雷攻击过程中，根据指控系统计算得出的水面舰速度和舷角值，并估计其误差范围，通过仿真计算得出不同误差条件下的线导鱼雷极限射距，从而使指挥员能对计算结果的准确性作出评估，有利于提高线导鱼雷攻击的成功率。

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