水下无人系统学报

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钱东, 唐献平, 赵江

2014, 22(6): 401-414. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.06.001

[摘要](1698) [PDF 2565KB](2553)

摘要:
为了使商用UUV设计能够满足军事需求, 实现军民两用, 通过对军用UUV的分级和口径约束问题的讨论, 以及对国际主流UUV的主要性能特征的分析和归纳, 简述了UUV市场化和军方选用情况; 同时, 从总体构型、推进器和控制面、能源系统、耐压壳体和湿空间、探测传感器、通信、发射与回收等方面分析了UUV关键要素的设计类型及其优劣, 以及UUV典型结构属性及其影响因素。通过以上分析, 对军用UUV的设计提出了以下建议: UUV设计应采用开放式结构和模块化设计, 以适应多任务需求; 中、小型UUV宜采用533 mm和324 mm标准建制口径, 以满足军事适用性要求; 深海UUV宜采用以组部件和载荷密封耐压设计为主的方案, 以降低对UUV总体结构的密封耐压要求。

国外鱼雷声隐身技术现状及发展趋势

张弛, 张志民

2014, 22(6): 415-419. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.06.002

[摘要](991) [PDF 180KB](1272)

摘要:
为了促进国内鱼雷声隐身技术的发展, 在介绍鱼雷声隐身意义和特点的基础上, 归纳了国外鱼雷声隐身技术的发展现状, 特别对俄罗斯和美国鱼雷声隐身技术的研究热点进行了详细阐述, 分析了鱼雷声隐身技术的发展趋势: 不断完善声隐身技术研究体系; 更加重视声隐身机理研究; 加大新材料和新工艺应用研究投入; 有序提升试验技术能力。

自适应联邦滤波算法在鱼雷多参量导航定位中的应用

曹萌, 李建辰, 国琳娜, 黄海, 洪剑英

2014, 22(6): 420-424. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.06.003

[摘要](1322) [PDF 476KB](504)

摘要:
针对鱼雷水下航行的特殊性以及组合导航系统中由于量测噪声统计特性的不确定而导致滤波精度降低的问题, 提出了一种新的应用于鱼雷导航定位的自适应滤波算法。该算法通过新息自适应量测噪声, 在噪声统计特性未知的情况下能进行滤波计算。同时在信息融合时提出一种新的自适应信息分配方法, 该方法利用估计的均方误差阵来实时确定各子滤波器的信息分配系数, 使信息分配系数能够跟随子滤波器的性能而改变。通过对新算法与标准卡尔曼滤波算法所做的对比仿真试验分析, 结果表明, 该自适应联邦滤波算法在鱼雷多参量自适应联邦滤波导航定位应用中的有效性。

基于跳频探测体制的鱼雷电磁引信技术

严争通, 肖素娟, 崔户山, 施晓海, 樊书宏, 陈亚林

2014, 22(6): 425-429. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.06.004

[摘要](1137) [PDF 356KB](629)

摘要:
为了提高鱼雷主动电磁引信的抗干扰能力, 把跳频技术应用于鱼雷主动电磁引信中, 提出了基于高速数字信号处理和直接数字频率合成的跳频引信系统设计方案, 阐述了跳频引信的工作原理, 重点研究了跳频信号的产生及回波信号的处理, 并对跳频引信的抗干扰性能进行了理论和仿真分析。仿真结果表明, 宽频带跳频工作体制有利于提高鱼雷主动电磁引信的抗干扰能力, 可为鱼雷主动电磁引信设计提供新的技术途径。

一种基于时间反转处理的浅海目标监测方法

曲少春, 王英民, 郑琨

2014, 22(6): 430-435. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.06.005

[摘要](964) [PDF 1161KB](468)

摘要:
为了实现浅海环境中对入侵目标实时监测和判断的目的, 基于时间反转技术, 提出了一种利用时间反转镜在浅海环境中产生一条警戒线的水下目标监测方法, 首次从理论上分析了入侵目标强度、深度和与时反阵水平距离等因素对基于时反镜的实时监测系统探测敏感度的影响。针对典型浅海声信道, 通过计算机仿真和理论数据计算结果表明, 采用时间反转技术的浅海水下目标监测方法的性能优于传统浅海警戒方法, 该方法适用于探测小型目标或目标散射回波强度小的物体且不受浅海复杂声道及多途效应影响, 具有较强的实用性。

基于水下运动目标流场信息的仿生探测原理

马峰, 张静骁, 贾曦雨, 卢熹, 王树山

2014, 22(6): 436-441. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.06.006

[摘要](1112) [PDF 635KB](583)

摘要:
鱼类侧线器官利用水介质的流动信息进行环境感知与探测, 该原理为水下探测技术提供了新的发展方向。基于鱼类侧线的仿生探测原理, 研究以运动目标绕流场为信息源的目标探测原理问题, 建立了球头圆柱体绕流的仿真分析模型, 结合势流理论分析和仿真规律分析, 初步揭示了水中运动体目标特性与运动体绕流场特征参量之间的关联规律, 即通过对曲线峰值、谷值、斜率的计算获得了与运动体速度、长度、半径、观测点信息相对应的特征参量, 探索了利用水下运动体绕流场信息进行目标探测的可行性。

一种尺度目标模拟器的模拟逼真度分析

陈建青, 赵俊杰

2014, 22(6): 442-446. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.06.007

[摘要](1175) [PDF 208KB](518)

摘要:
从潜艇回波特性研究一般性结论和鱼雷常用目标识别方法入手, 以一种单收多发尺度目标模拟器为例,分析了尺度目标模拟器的工程模型及工程实现中的关键参数, 仿真结果表明, 该模拟器在多亮点结构回波的多普勒频移模拟、时延模拟和目标强度模拟等方面都存在一定的不足, 还有较大的提升空间, 该研究为尺度目标模拟技术的进一步优化提供了参考。

水反应金属燃料发动机一次进水雾化锥角数值仿真

冯要飞, 伊寅, 史小锋, 韩新波, 乔宏, 肖波

2014, 22(6): 447-451. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.06.008

[摘要](960) [PDF 1109KB](477)

摘要:
为了研究雾化锥角对水反应金属燃料发动机一次进水反应的影响, 对水反应发动机一次进水燃烧情况进行了建模, 仿真了水反应特性和流场特性, 通过改变镁粒径、喷嘴位置和雾化锥角大小, 进行了对比分析。仿真结果表明, 水反应剧烈的位置液滴挥发作用也强烈; 温度场的分布与镁液滴分布有很大关联, 镁液滴多的位置流场温度低, 镁液滴少的位置流场温度高; 增大镁粒径, 水反应强烈的区域向后移动; 雾化锥角影响流场特性; 不同镁粒径条件下喷嘴最合适雾化锥角和位置不同。

基于递推最小二乘法的永磁同步电机参数辨识

钱鑫, 王崇武, 于琨琨, 姜致远

2014, 22(6): 452-456. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.06.009

[摘要](1357) [PDF 445KB](1231)

摘要:
针对永磁同步电机在运行中电磁参数的改变, 通过对永磁同步电机稳态数学模型的推导, 利用递推最小二乘法对电机的电阻、电感进行在线辨识。在Matlab/simulink中搭建辨识模型进行分析比较, 验证该方法可以准确辨识出电阻、电感的值。仿真结果表明, 递推最小二乘法简单可靠、易于实现, 具有很高的准确性, 能够很好地跟随电机参数的变化, 具有一定的实用价值。

燃气涡轮机高速转子临界转速仿真

李日朝, 郝东旭

2014, 22(6): 457-460. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.06.010

[摘要](989) [PDF 577KB](583)

摘要:
工程应用中燃气涡轮机高速转子需要确定其临界转速, 以确保发动机在安全的转速范围内工作, 而不发生共振。以一种高速转子系统为研究对象, 分别采用传递矩阵法和有限元法对其临界转速进行求解, 通过试验测试, 验证了这两种方法的可行性和精确性, 为工程设计提供了依据。

基于数字PID控制的鱼雷深度模拟系统研究

赵钰, 高天柱, 陈静, 王立文, 寇小明

2014, 22(6): 461-464. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.06.011

[摘要](912) [PDF 620KB](428)

摘要:
为了提高鱼雷半实物仿真试验中深度模拟设备的响应速度和控制精度等性能指标, 开发了一种基于PC104产品的动态数字比例-积分-微分(PID)控制系统。该系统在结构上采用上、下位机的模式, 利用串口进行通信; 在控制算法上, 针对PID控制存在的积分饱和、抗干扰和动态过程加速等问题, 设计了相应的控制修正算法,确保了系统的控制速度和精度。通过对鱼雷半实物仿真试验数据分析可知, 所得到性能指标满足实际要求。

基于机内测试和自动测试设备联合工作的鱼雷测试虚警率验证试验方法

高江, 贺成刚, 许鸿锐

2014, 22(6): 465-469. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.06.012

[摘要](731) [PDF 314KB](481)

摘要:
虚警率是困扰鱼雷测试性技术发展的主要问题之一, 目前在理论和技术指导方面, 均缺少明确的可直接使用的鱼雷虚警率试验验证标准和方法。为此提出了基于机内测试(BIT)和自动测试设备(ATE)联合工作、人工测试和综合诊断手段共用的鱼雷虚警率验证试验方法。在对基于自然故障和基于模拟故障进行验证试验的特点进行比较后, 确定以自然故障作为样本进行验证试验。全文依次从试验准备工作、试验实施程序和验证试验方案3个方面论述了虚警率的验证试验方法, 最后通过实例检验了试验方法的正确性和科学合理性。

靶场试验质量问题处理探讨

陈冬科, 汪新

2014, 22(6): 470-472. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.06.013

[摘要](950) [PDF 150KB](493)

摘要:
靶场鉴定试验过程中产生不合格品是靶场试验所涉及的主要质量问题, 其处理是靶场试验质量管理过程的一项重要工作内容, 由于靶场质量体系文件中对不合格品的含义和不合格品产生后如何处理没有做出详细的规定, 靶场参加试验的各岗位人员难以准确理解和正确执行, 从而影响了对试验质量的判定和试验效率。因此,从理清不合格品的含义与分类出发, 阐述了不合格品的审理机构组成、试验不合格品识别与审理、试验不合格品处置和纠正措施等, 可为参加设计定型试验的靶场和相关单位参加试验人员提供参考。

基于分布式交互仿真平台的网络鱼雷协同作战仿真系统

倪文玺, 邹启明, 郑为, 吕维

2014, 22(6): 473-478. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2014.06.014

[摘要](1221) [PDF 536KB](464)

摘要:
通过分析网络鱼雷协同工作原理, 建立了水下网络组网拓扑结构模型和网络鱼雷协同作战仿真模型, 并基于分布式交互平台构建了网络鱼雷协同仿真系统, 设计了不同态势作战想定, 实现了网络鱼雷协同作战仿真。仿真结果表明, 基于分布式交互仿真平台的网络鱼雷协同作战仿真系统是可行的。

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