水下无人系统学报

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宋保维, 杨莼, 田文龙

2013, 21(1): 001-5. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.01.001

[摘要](982) [PDF 433KB](536)

摘要:
Savonius型叶轮是应用最广泛的海流发电叶轮之一, 其成本低、自启动性较好, 但是发电效率较低。为了提高Savonius叶轮的发电效率, 提出了在Savonius叶片上增加3块导流板的新型垂直轴式叶轮的设计方案。为了探索导流板对叶轮的发电性能影响, 利用商业计算流体力学(CFD)软件FLUENT分析了叶轮在不同旋转速度下的发电特性, 采用滑移网格技术对叶轮进行了2D非定常数值流体计算, 分析了在工作环境下叶轮的速度场、压力场的基本特点。计算结果表明, 该叶轮在尖速比λ=0.9时获得最大平均功率系数0.481, 其发电效率大约比Savonius叶轮高10%～20%左右。

基于模糊理论的鱼雷Bayes可靠性评价方法

孟凡亮, 周徐昌, 刘天华, 刘洪

2013, 21(1): 006-9. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.01.002

[摘要](850) [PDF 191KB](452)

摘要:
在鱼雷可靠性评定中, 传统的方法是基于布尔系统理论, 较少考虑到“合格”和“不合格”之间的过度状态。为了更客观真实的评价鱼雷可靠性水平, 在模糊数学的基本理论基础上, 提出了新的合格度计算方法, 建立了一种由模糊数表示试验结果的模型, 进而提出了用Bayes方法对可靠性水平进行评定的方法, 得出了一个表示鱼雷可靠性水平的模糊区间。这种方法不仅更符合实际情况, 而且具有Bayes方法节省试验样本的优点, 算例结果表明了该方法的可行性。

一种新型鱼雷衡重设备及测量方法

张天米, 朱丽青

2013, 21(1): 010-14. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.01.003

[摘要](812) [PDF 340KB](631)

摘要:
为了解决鱼雷现有衡重设备测量时存在的不足, 提高对鱼雷重、浮心等衡重参数的测量精度, 介绍了一种新型鱼雷衡重设备, 及其对各衡重参数的测量方法, 分析并获得了系统误差对各种衡重参数测量误差的影响。该衡重设备改进了现有设备的不足, 方便了鱼雷研制和生产中各衡重参数的测量, 且当各衡重参数量程一致时, 能显著提高测量精度。该方法还适用于其他形状不规则物体的重、浮心测量。

水下声自导武器目标跟踪建模与仿真

杨向锋, 杨云川, 陈亚林

2013, 21(1): 015-19. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.01.004

[摘要](1482) [PDF 222KB](554)

摘要:
目标跟踪是水下声自导武器智能化发展的重要方向之一。水下主动声自导武器目标跟踪过程具有观测基座运动和观测时变的特点, 本文利用水下声自导武器导航定位及航行姿态参数和水下声自导武器检测到的目标信息, 基于坐标变换将目标坐标从水下声自导武器坐标系变换到大地坐标系, 解决了观测基座运动的问题, 通过实时计算采样周期解决了观测时变问题, 建立了基于卡尔曼滤波的水下声自导武器目标跟踪模型, 分析了滤波初值选取问题, 给出了滤波初值选取的工程方法。仿真结果证明, 本文所建模型正确, 跟踪算法具有较快的收敛速度, 跟踪效果良好。

一种改进的鱼雷电磁引信目标信号实时小波消噪算法

谭思炜, 任志良, 孙常存

2013, 21(1): 020-24. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.01.005

[摘要](1103) [PDF 268KB](526)

摘要:
针对Mallat小波变换在算法原理上不具备数据流动性, 无法满足连续采样信号实时消噪处理要求的问题,介绍了一种基于Mallat算法改进的垒墙式小波变换算法, 分析了该算法所具有的数据流动性, 推导了数据流动性与小波分解层数的关系, 并将该算法运用到被加性高斯白噪声污染的鱼雷电磁引信目标信号的实时消噪处理中, 选取双正交样条小波作为小波元, 并对目标信号做两层小波分解与重构。通过MATLAB环境下的仿真试验, 验证了采用该算法实现连续采样信号实时消噪的可行性。消噪后的目标信号具有失真度较小, 波形平滑的特点。

矢量水听器阵方位估计的最佳线性融合

王绪虎, 陈建峰, 安芹力

2013, 21(1): 025-29. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.01.006

[摘要](1165) [PDF 231KB](563)

摘要:
为了改善矢量水听器方位估计的性能, 研究了基于ESPRIT算法的矢量阵方位估计问题, 分析了其基本原理, 推导了该算法方位估计方差的理论公式, 得出了矢量阵ESPRIT方法估计方差较大, 且估计性能受实际目标方位影响严重。针对该方法的不足, 提出了对独立估计出的目标方位进行最佳线性融合的处理方法, 该融合算法的估计方差不大于任何一个独立估计的方差。仿真结果表明, 最佳线性融合算法提高了矢量水听器阵的方位估计精度, 降低了估计性能随目标方位变化波动的程度。

一种基于小波奇异值检测的鱼雷电磁引信目标信号特征识别方法

陈光, 俞金方, 杨清华

2013, 21(1): 030-33. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.01.007

[摘要](1085) [PDF 243KB](558)

摘要:
为了确保鱼雷引信可靠动作必须准确提取和识别鱼雷电磁引信目标信号特征, 描述了表征信号奇异性的Lipchitz指数方法, 阐述了基于小波变换的信号奇异值检测原理, 分析了电磁引信目标信号的包络经幅度识别后存在奇异值的情况。基于此, 提出了一种目标信号时间变化率和持续时间特征识别的新方法, 该方法以提取目标信号的实际特征为中心, 通过选择合适的小波基函数和分解尺度, 精确地检测出包络信号的奇异点。仿真结果表明, 相比传统的模拟电路识别方法, 本文提出的方法易于实现, 识别精度高, 且不受门限电压变化的影响, 具有较好的工程应用价值。

鱼雷光纤线导光传输技术研究

刘雪辰, 胡鹏, 赵岩

2013, 21(1): 034-38. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.01.008

[摘要](1083) [PDF 213KB](759)

摘要:
在高速布放的单芯制导光缆中实现光信息的双向高速和远程传输是提高光纤线导传输速率、增加传输距离和提高信息传输可靠性的关键。基于此, 结合鱼雷光纤线导系统特点, 详细分析了低动态损耗制导光缆、光通信模式选择、光信号发送与接收等技术, 提出了适宜于鱼雷光纤线导光传输的最佳模式。经工程实践验证, 该技术可以显著提高鱼雷光纤通信能力。

基于变结构控制的反鱼雷鱼雷导引律设计

刘洋, 李宗吉, 张西勇

2013, 21(1): 039-42. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.01.009

[摘要](1349) [PDF 196KB](548)

摘要:
针对传统鱼雷导引律命中精度低、弹道法向过载大的不足, 设计了基于变结构控制的反鱼雷鱼雷(ATT)导引律。该导引律以反鱼雷鱼雷和目标鱼雷之间运动关系数学模型为基础, 建立了以航向角作为控制量, 视线角速度作为滑模面的变结构控制模型, 该模型所需参数少, 且模型参数能够自适应调整。理论推导和仿真结果表明, 该导引律对模型参数及环境干扰具有很强的鲁棒性, 弹道稳定平滑, 具有非常高的命中精度。

纯冲动式鱼雷涡轮机动叶栅超音速流动数值仿真

郭兆元, 曹浩, 赵卫兵

2013, 21(1): 043-47. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.01.010

[摘要](1225) [PDF 332KB](667)

摘要:
为了研究鱼雷涡轮机通流道内的流动特征进而指导涡轮通流结构设计, 在合理简化模型基础上, 采用计算流体力学(CFD)方法对纯冲动式鱼雷涡轮发动机转子动叶流道内超音速流动状况进行了数值仿真, 详细分析了叶栅内流动状况、总压损失、叶片气动载荷和温度载荷。仿真结果表明, 动叶流道内流动比较复杂, 攻角对其内的流动有较大影响, 该数值越大, 附面层分离越严重, 激波越强, 总压损失也越大; 同一个叶片在经过喷嘴流域时, 其气动载荷呈现先增大后减小的趋势, 受交变的气动力作用, 而叶片气动承受载荷越大其温度载荷就越小, 叶片内的温度梯度就越小。

高速叶轮的塑性变形特性分析

高兴, 黄科, 段浩

2013, 21(1): 048-53. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.01.011

[摘要](881) [PDF 332KB](570)

摘要:
为了研究叶轮在高转速工况下所产生的变形特性, 对实际超速试验中采用的叶轮进行了合理的抽象和简化, 利用所建立的物理模型定量分析了叶轮发生塑性应变的范围, 得到了叶轮在给定转速下发生变形的弹性区域和塑性区域, 以及在给定转速下应力和变形的解析解。将所得的应变结果与超速试验的数据进行比较, 误差约为6%, 说明用于该模型的定量计算方法能够有效模拟实际叶轮的变形, 进而给定量分析不同加载转速下的叶轮变形提供了理论依据, 并通过研究叶轮的弹塑性区域, 对叶轮易发生塑性变形的区域进行加强处理, 为叶轮的设计提供参考。

靶场试验关键过程控制

陈冬科, 张迪

2013, 21(1): 054-57. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.01.012

[摘要](1341) [PDF 140KB](569)

摘要:
关键过程是GJB9001B质量管理体系的质量控制重点和难点, 本文以体系内审中发现靶场试验关键过程存在的一些问题为契机, 从靶场试验的实际特点出发, 对解读关键过程定义以及关键过程识别方法等提出了具体且可操作的方法, 并结合定型试验, 给出了试验关键过程识别结果、关键过程明细表编制与评审、关键过程控制等具体操作过程, 为靶场试验的质量控制提供参考。

鱼雷试验中雷靶水声信号识别方法

孙涛, 侯代文

2013, 21(1): 058-61. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.01.013

[摘要](1246) [PDF 284KB](563)

摘要:
在鱼雷试验中，为了能及时有效地掌握鱼雷水下工作情况，需要第三方监测设备对鱼雷和目标靶信号进行实时记录和分析，为事后恢复现场查找问题提供有力的数据支持。本文通过分析鱼雷试验现场的基本情况，提出了一种基于快速傅里叶变换（FFT）技术的时域和频域相结合的雷靶信号识别方法。鱼雷试验中使用该雷靶监测设备时的信号监测效果，验证了该方法的有效性。

鱼雷综合性能评估的效用函数方法

赵伟, 田铮, 杨丽娟, 卫建龙, 郁玮, 李杰

2013, 21(1): 062-67. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.01.014

[摘要](1425) [PDF 250KB](603)

摘要:
鱼雷综合性能评估是鱼雷机判验收试验的关键步骤之一。为了对鱼雷性能做出系统评估, 需要对鱼雷各项受检项目进行综合考查, 得到一个能代表鱼雷整体性能的综合指标。本文为鱼雷实航试验综合性能评估提出了一种新的效用函数评估方法。该方法首先将各项目实测值相对无量纲化, 然后通过权重的调整进行绝对无量纲化, 并通过加权合成得出了该效用函数方法的定量评估结果。最后, 以实例验证了该方法的可行性。

用于鱼雷制导的潜艇目标强度预报结果快速拟合模型

王新宁, 孙姝

2013, 21(1): 068-70. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.01.015

[摘要](1184) [PDF 212KB](542)

摘要:
鱼雷制导系统有限的硬件条件及快速的攻击过程, 要求应用于鱼雷制导计算的数学模型必须快速而准确。本文根据板块元方法精确预报了潜艇在不同频率、不同方位角下的目标强度值, 先利用最小二乘法将单一频率下的方位角和目标强度进行曲线拟合, 然后以频率为变量对曲线组进行拉格朗日插值, 得到了一种以频率和水平方位角为变量, 能够满足鱼雷制导系统实时计算使用的潜艇目标强度预报结果快速拟合模型。仿真结果表明, 与现有的等效散射面积公式以及椭球修正模型等相比, 本文提出的方法计算速度快, 结果精度更高。

潜射鱼雷类型识别证据的作用机理

陈颜辉, 洪浩

2013, 21(1): 071-75. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.01.016

[摘要](1280) [PDF 130KB](618)

摘要:
对来袭鱼雷制导类型的识别是水面舰艇实施有针对性鱼雷防御的前提条件, 证据的提取与分析则是构建鱼雷类型识别系统的基本要素。立足于战技特征层信息, 从来袭鱼雷的自身特征着手提炼出4个证据, 从作战海区环境着手提炼出3个证据, 从战场态势信息着手提炼出6个证据, 详细分析了这些证据对潜射鱼雷制导类型识别的影响原理, 并对证据融合方法进行了概述。分析结果能够为客观描述证据的基本概率赋值提供重要的理论支撑, 旨在有效推动潜射鱼雷类型识别系统的实用化进程。

一种基于小波分频带统计特征的舰船分类识别方法

潘琳, 张效民, 刘义海

2013, 21(1): 076-80. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.01.017

[摘要](1067) [PDF 226KB](473)

摘要:
为了有效提高舰船目标的识别率, 提出了一种基于小波分频带统计特征的舰船分类识别方法。该方法利用小波变换分别提取了舰船辐射噪声带内信号的小波模极大值和带外信号的分频段能量两类特征, 并将两类目标特征的联合量作为舰船的目标特征用以识别舰船目标。同时利用实测海录58组舰船的辐射噪声数据对上述舰船目标特征的分类识别方法进行了验证, 结果表明, 利用联合特征对目标的检测概率可以达到97%以上。

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2013年第21卷第1期

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