水下无人系统学报

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王亚东, 袁绪龙, 张宇文

2013, 21(6): 401-405. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.06.001

[摘要](881) [PDF 334KB](28)

摘要:
潜射导弹运载器采用水平发射、垂直出水攻击方式时, 常规的水弹道控制系统因欧拉姿态角奇异等问题难以正常工作。采用正反欧拉角2套姿态描述系统, 利用各自的奇异特点, 设计了在弹道初始阶段利用正欧拉角控制规避和爬升弹道、末期利用反欧拉角精确控制出水俯仰角至90°的双欧拉控制法, 并进行了仿真试验。仿真结果表明, 利用双欧拉控制法既可以保证弹道数据的直观性, 又可大幅提高运载器出水俯仰角的控制精度。该方法不但可以用于运载器水弹道控制方案设计, 亦可用于同类别的涉及大姿态机动的控制系统设计。

超高速水下航行器纵向运动稳定性分析

邹启明, 王改娣

2013, 21(6): 406-409. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.06.002

[摘要](1154) [PDF 1200KB](470)

摘要:
为了进一步研究超高速航行器空化减阻问题, 建立了空化状态下超高速水下航行器纵向运动数学模型, 对该航行器在巡航段平衡状态下受扰动时的攻角和俯仰角速度的阶跃响应进行了分析, 并通过根轨迹法分析了运动的稳定性。分析结果表明, 通过给定平衡攻角和平衡舵角, 航行器能够呈现一定的静稳定性, 该特性有利于以直航弹道为主的超高速水下航行器保持超空泡稳定。

鱼雷多状态可靠性增长分析方法

廖富魁, 周春明, 赵敏

2013, 21(6): 410-413. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.06.003

[摘要](843) [PDF 1108KB](375)

摘要:
为了更加有效地开展鱼雷可靠性增长分析, 发现和解决研制过程中存在的问题, 提出了鱼雷多状态可靠性增长分析方法。该方法在成败型AMSAA-BISE可靠性增长分析模型的基础上, 将故障次数用累计失败程度代替, 并通过试验验证了该方法的正确性。该方法简单易行, 能够推进可靠性增长分析方法的发展。

基于退偏效应的尾流激光探测与寻迹方法

田晶, 陈航, 王培南

2013, 21(6): 414-417. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.06.004

[摘要](1289) [PDF 1095KB](452)

摘要:
利用不同尺度气泡与海水介质对激光散射后退偏状态的差异性进行尾流检测并实现尾流寻迹。仿效声尾流导引的模式, 通过尾流中不同密度、尺寸气泡群与海水水体的分辨达到对尾流边缘区域的识别。试验结果表明, 本文的方法能够有层次地分辨不同密度、尺度气泡散射体和海水介质的回波信号, 并反映出气泡密度对散射光退偏效应的敏感性。试验结果具有一定的规律性, 表明该方法可以实现探测器对进出尾流的甄别。

时频分析及曲线拟合在引信信号检波中的应用

施晓海, 陈彬强, 白志科, 肖素娟, 张周锁

2013, 21(6): 418-421. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.06.005

[摘要](1157) [PDF 1120KB](497)

摘要:
为了实现引信炸点的选择和控制, 提高引战配合性能, 提出了结合短时傅里叶变换以及曲线拟合估计理论提取回波信号中有效信息的方法。该方法采用短时傅里叶变换对电磁引信回波信号进行包络解调, 并利用3次多项式对包络曲线拟合, 大大抑制了原曲线中存在的噪声, 突出了信号在时频域上的特征, 能够精确估计出雷目交汇最近点时刻。仿真结果表明, 该方法估计精度高。

一种电磁引信收发天线组合配置方式

王玮, 朱健

2013, 21(6): 422-424. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.06.006

[摘要](1352) [PDF 930KB](371)

摘要:
为寻找一种沿着鱼雷纵轴具有轴向指向性的鱼雷电磁引信, 分析了采用垂直发射的收发天线配置方式,通过简化模型计算反射场, 给出了接收指向性图, 结合不同配置方式的特点, 提出了一种垂直/平行组合配置方式, 从而改善了接收指向性。该方式可满足反潜/反舰所需动作区域的要求, 为进一步的目标信号分析提供参考。

软杀伤武器环境下鱼雷多目标跟踪方法

刘建新, 程咏梅, 禹亮, 陈克喆

2013, 21(6): 425-430. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.06.007

[摘要](925) [PDF 1701KB](445)

摘要:
针对日益复杂水声对抗环境下鱼雷多目标跟踪中出现目标误跟或失跟现象, 分析了水下软杀伤武器的对抗方式, 提出了一种基于识别、跟踪、优选的一体化鱼雷多目标跟踪方法。该方法首先利用识别来排除干扰式武器的影响, 然后对潜艇和声诱饵进行目标跟踪, 最后通过优选确定鱼雷的攻击目标。仿真结果表明, 该方法可有效解决鱼雷跟踪过程中短时的数据丢失问题, 并实现组合使用软杀伤武器情况下的鱼雷反对抗。

障碍物环境下的多AUV主从式编队控制

陈伟, 严卫生, 崔荣鑫

2013, 21(6): 431-435. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.06.008

[摘要](1166) [PDF 1016KB](423)

摘要:
针对当环境中存在障碍物时, Leader-Follower编队控制中的Follower可能会与障碍物相撞的问题, 提出了一种障碍物环境下的多自主水下航行器(AUV)主从式编队控制方法。首先, 提出了一种通过改变AUV编队目标点的避障方法, 并对其进行数学模型的建立和解析。然后, 在Leader-Follower编队控制中, 基于级联方法, 研究了欠驱动AUV的编队控制问题。将Follower跟踪系统分解为相互级联的位置跟踪系统和航向角跟踪系统, 推导出保证系统全局一致渐近稳定的控制参数。仿真结果表明, 该方法具有良好的避障和编队控制效果, 控制设计可以保证闭环系统渐近稳定, 是有效的和可行的。

一种动态多传感器一致性融合算法

刘杨, 姜礼平

2013, 21(6): 436-439. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.06.009

[摘要](748) [PDF 1060KB](528)

摘要:
针对现有一致性融合算法在处理时变系统的状态估计时, 不能准确度量传感器的一致性和可靠性, 且传感器一致性均值和可靠性度量存在“数据饱和”和“历史信息浪费”等问题, 将一致性均值和方差的计算转化为时变参数估计问题, 引入一致性衰减因子和方差衰减因子, 更为客观地度量传感器的一致性和可靠性, 实现传感器融合权重的动态调整, 从而将一致性融合算法推广应用到时变系统。仿真结果表明, 该方法可更为合理地分配各传感器的融合权重, 改善一致性融合算法的性能。

基于数字化再设计方法的船舶航向控制器设计

徐飞, 刘明雍

2013, 21(6): 440-444. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.06.010

[摘要](685) [PDF 1181KB](310)

摘要:
船舶航向运动系统具有典型的非线性和不确定性, 并容易受到风、浪、流等的干扰。针对船舶航向操纵特点, 给出其非线性系统模型描述, 在包含参数摄动和环境扰动等不确定性条件下推导了基于T-S模糊船舶航向运动的离散化模型。采用数字化再设计方法设计了一种船舶航向数字控制器。运用计算机仿真手段, 将所设计的数字控制器和传统比例-微分-积分(PID)控制器进行对比。仿真结果表明, 基于数字化再设计的船舶航向控制器的动态性能优于传统的PID 控制器。

一种新型水下推进用双转子永磁电机及其研究现状

张林森, 徐海珠, 王松林, 张江平

2013, 21(6): 445-449. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.06.011

[摘要](1506) [PDF 1730KB](710)

摘要:
为进一步提高电机的效率和功率密度, 介绍了一种中间定子、内外双转子形式的新型对转永磁电机, 详述了这种新型双转子永磁电机的起源和演变, 梳理了当前国内外对其的研究现状, 从提高电机转矩密度、电机效率、机械稳定性、散热效果，改良定子绕组布置等方面分析了其主要优势, 最后对这种新型电机的研究难点进行归纳总结, 认为电磁耦合和转子同步问题应是其研究中的最大难点, 为进一步深入研究新型双转子永磁电机提供参考。

动力装置振动测量结果不一致性分析

孙涛, 王晋忠, 李留成, 王勇

2013, 21(6): 450-453. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.06.012

[摘要](1474) [PDF 1333KB](466)

摘要:
针对功率试验台2套测振系统振动测量结果长期以来一直存在时大时小差异的问题, 利用置换分析法和1/3倍频程变工况分析法进行了深入分析, 找到了引起振动差异的深层原因, 提出了消除电磁干扰和保证安装位置一致的措施。验证试验表明, 采取措施后, 2套系统振级差值绝对值的最大值由以前约10 dB降低为约1.6 dB。该项研究解决了长期存在的振动测量不一致性问题, 为正确评判动力装置振动和完善振动测量标准提供了试验依据。

基于亮区-亮点模型的水下近场目标回波建模方法

关震宇, 李杰, 牛三库

2013, 21(6): 454-459. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.06.013

[摘要](795) [PDF 1557KB](343)

摘要:
考虑工作在近场区的水中兵器声探测系统目标特性建模的需求, 提出了一种基于亮区-亮点模型的水下近场目标回波建模方法。本方法首先对目标物进行面元划分, 使得每一个面元相对于换能器均工作在远场区, 之后通过换能器的指向性确定目标物属于亮区的面元, 最后应用亮点法对于每个面元的回波进行预测并叠加, 最终获得水下近场目标物的回波信息。本文通过对椭球目标物进行建模, 且模拟了其在侧弦90°入射和侧弦30°入射2种情况的回波, 并与真实情况下回波信号进行对比, 结果显示, 采用该方法所建的模型在近场情况下可有效模拟回波的幅值、时延和脉宽等信息, 并对于回波波形具有一定的模拟精度。

全信息磁场测量系统设计

宗方勇, 吴志东

2013, 21(6): 460-463. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.06.014

[摘要](1119) [PDF 1214KB](460)

摘要:
设计了适于海洋试验条件下的以磁阻式传感器为核心的全信息磁场测量系统, 并给出了完善的设计方案和实现方法。使用MSP430F5438控制多路A/D同步采集磁阻式传感器的三分量和两轴倾角传感器的信号, 并将采集到的数据通过串口发送至SD卡存储模块, 给出了关键电路的实现方法和系统软件设计流程。经过试验验证, 系统单轴磁场精度在5 nT以内。长时间的湖试结果表明, 该系统已成功解决了水下环境下磁场测量系统设计中低功耗、高精度和大容量存储等关键技术, 可以应用于水下环境全信息磁场测量。

一种针对机动目标的反潜鱼雷移出点射击法

蒋涛, 芮力

2013, 21(6): 464-468. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.06.015

[摘要](1348) [PDF 1359KB](409)

摘要:
针对反潜鱼雷如何有效打击机动潜艇目标的问题, 提出了反潜鱼雷移出点射击法, 即鱼雷发射至假想点时, 该点相对预期命中点移出了一定的距离与角度。通过建立有利提前角解算模型、鱼雷运动模型与潜艇机动模型, 给出了移出距离与移出角度解算方法, 进而仿真计算出各种不同战场态势下的最优移出距离与移出角度, 从而为部队在反潜鱼雷作战使用中提供参考。

火箭助飞式反鱼雷鱼雷性能仿真

王光宇, 彭佩

2013, 21(6): 469-473. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.06.016

[摘要](744) [PDF 1364KB](513)

摘要:
依据火箭助飞式反鱼雷鱼雷典型作战态势, 建立了相关模型, 仿真了火箭助飞式反鱼雷鱼雷的作战过程。仿真结果表明, 航速和航程对火箭助飞式反鱼雷鱼雷拦截概率有较大影响, 自导作用距离不小于水下航程可以保证较高的拦截概率。

鱼雷备件动态管理数据库系统设计

王岚, 杨进候, 邓力涛

2013, 21(6): 474-478. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2013.06.017

[摘要](1255) [PDF 1464KB](390)

摘要:
针对现有鱼雷武器装备交装后在使用方维修保障过程中的备件使用、管理及维护特点, 将数据库技术应用到装备维修保障体系中, 以鱼雷备件信息化、可视化管理为目标实现了基于数据库技术的鱼雷备件动态管理数据库系统的功能及其流程设计, 为后续系统软件的开发过程提供了参考。