水下无人系统学报

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宋保维, 李楠, 何惠江

2009, 17(1): 001-4. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2009.01.001

[摘要](1641) [PDF 599KB](773)

摘要:
寻找最优设计方案是鱼雷设计的重中之重，针对目前鱼雷优化设计领域还没有一套公认的优化设计方法这一现状，提出了一套基于iSIGHT的工程设计优化方法，将这款商业软件应用于鱼雷线形优化设计中，采用了模拟退火算法+连续二次规划法的优化策略，集成流体分析软件Fluent对雷体线形的流体参数进行了计算，并与传统优化方法结果相比较，结果表明，基于iSIGHT的优化设计方法在鱼雷线形优化设计中是可行的，能够得到令设计人员满意的鱼雷线形优化方案。

军用UUV的发展与应用前景展望

王蓬

2009, 17(1): 005-9. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2009.01.002

[摘要](2375) [PDF 626KB](1034)

摘要:
UUV作为一种独具特色的水下作战力量，正在成为一种新的作战平台，受到各国海军的关注。详细论述了UUV发展现状及其使命任务的情况下，结合潜艇武器系统的特点就军用UUV的组成、布放与回收、作战使用模式以及需要解决的关键技术进行了详细的论述。最后指出，从长期发展的角度看，UUV作为信息网络的节点，必然是信息网络系统中的关键设备以及水下系统的关键探测和攻击装备。

多AUV编队协调模糊控制策略

刘利, 黄文玲

2009, 17(1): 010-13. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2009.01.003

[摘要](1459) [PDF 438KB](621)

摘要:
针对海域不同障碍环境，从运动学特性出发，提出了一种多自主水下航行器(AUV)编队避障策略。该策略是在领航-跟随法的基础上，利用编队队形的几何关系，引入虚拟AUV，再采用模糊控制避障策略，使编队能顺利通过障碍物，到达目的地。同时该策略有很好的柔性性质，能够根据障碍环境信息的不同，编队系统能保持初始编队队形运动或者适时改变编队队形运动。仿真结果表明，该策略能有效引导AUV编队系统避障。

AUV组合导航系统中H_∞滤波技术

段世梅, 康凤举, 王彦恺, 黄永华

2009, 17(1): 014-17. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2009.01.004

[摘要](1905) [PDF 470KB](840)

摘要:
为了提高自主水下航行器（AUV）组合导航系统精度，选择了捷联式惯性导航系统（SINS) 、多普勒速度声纳（DVS）以及地形匹配导航系统（TAN）作为AUV组合导航系统导航传感器，建立了AUV组合导航系统的状态模型和导航传感器观测模型，运用了一种基于径向基函数(RBF)神经网络进行H_∞滤波信息分配的信息融合方法,并进行了计算机软件仿真。仿真结果表明，在有色噪声情况下，AUV组合导航系统的导航姿态、速度和位置精度得到了提高，有效地克服了传统滤波容易发散的缺点，提高了AUV组合导航系统的容错性能和导航精度。

一种基于Wavelet-Radon变换的宽带双曲调频信号检测方法

杨长生, 陈航

2009, 17(1): 018-21. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2009.01.005

[摘要](2207) [PDF 415KB](653)

摘要:
动物回声定位所用超声波具有双曲调频的形式，充分利用仿生信号的特性可以提高水下信号处理系统的性能。阐述了宽带仿生信号的时间-尺度特性，针对直线形式的回波小波峰脊，将宽带目标回波检测问题转化为小波变换2D平面上的直线检测问题，提出了一种基于Wavelet-Radon变换的宽带仿生信号检测方法，并进行了仿真验证。结果表明,该检测方法充分利用了宽带仿生信号的特性，同时也验证了选择宽带双曲调频信号作为发射信号的合理性。

基于高阶累积量的信源数目估计方法

舒象兰, 韩树平, 周智勇, 马鑫

2009, 17(1): 022-25. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2009.01.006

[摘要](1375) [PDF 408KB](564)

摘要:
信源数目确定在许多高分辨阵列信号处理中具有至关重要的作用。提出了一种基于阵列输出4阶累积量信息的信源数目估计方法。通过构造阵列输出的4阶累积量矩阵，根据4阶累积量矩阵特征值分布并采用最小描述长度(MDL)准则估计信源数目。由于信号高阶累积量具有盲高斯特性，该方法能有效地抑制色噪声干扰，可实现色噪声背景下的信源数目估计。仿真分析验证了该方法的有效性。

基于复合阵鱼雷声成像方位分辨率提高方法

樊书宏, 王英民, 岳玲

2009, 17(1): 026-30. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2009.01.007

[摘要](1424) [PDF 614KB](755)

摘要:
研究了鱼雷基于预成空间密集波束进行声成像目标识别和精确制导的基阵设计与波束形成方法。针对鱼雷孔径小、空间尺度和可容纳的信号处理硬件规模有限等特点，提出了鱼雷声成像的非均匀复合基阵设计方法以及基于该复合阵设计的波束形成方法。与传统的鱼雷自导等效均匀线列阵设计相比，在相同阵列物理孔径条件下，该方法改善了波束空间指向性，提高了波束空间方位分辨力，在相同波束配置的要求下，该方法减少了阵元数和接收通道数，减小了阵列孔径及信号处理的硬件规模。仿真结果验证了该方法的有效性和可行性。

基于DSP和FPGA水下目标主动跟踪系统硬件设计

严胜刚, 孟庆军

2009, 17(1): 031-34. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2009.01.008

[摘要](1911) [PDF 509KB](663)

摘要:
数字信号处理系统是水下目标主动跟踪系统的核心，采用了数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)设计了数字信号处理硬件系统，给出了硬件框图，介绍了各个组成芯片的功能，解决了DSP的硬件资源分配问题，完成了存储器接口设计、电源与散热设计以及FPGA接口逻辑设计。硬件平台具有强大的数字信号处理能力，合理的FPGA接口逻辑简化了DSP软件设计任务。试验结果表明，信号处理平台能够实时完成水下双目标信号的时延估计，估计精度高，满足了水下目标主动跟踪系统的要求。

混沌检测在主动声纳中的应用研究

周胜, 程文鑫

2009, 17(1): 035-39. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2009.01.009

[摘要](1714) [PDF 671KB](1114)

摘要:
为解决主动声纳工作时功率大,保密性差的问题,利用混沌振子系统具有对外加信号的幅值和频率敏感性。发射单频脉冲，接收系统进行混沌检测，可以同时完成测距和测速。在应用中,对该检测方法也进行了改进，给出了一种简便的半径累加和方法作为判别混沌系统状态的定量依据，并对相位偏差有时会导致无法检测的情况，采用将内置的周期信号进行时间平移，以抵消相位偏差，较好解决了这一问题。仿真结果表明，在低功耗和抗干扰的前提下,信噪比-20dB情况，系统仍有较强的检测能力。与传统的主动声纳回波检测方法相比，采用混沌检测方法降低了换能器的功耗，提高了系统的保密性。

变参数PID方法在涡轮机闭环控制上的应用研究

乔宏, 伊寅, 师海潮

2009, 17(1): 040-43. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2009.01.010

[摘要](1932) [PDF 498KB](733)

摘要:
由于涡轮机对于变工况的敏感程度远远超过活塞机，随着工况的不同，特别是工况变动范围较大时，发动机表现出非线性特征，为发动机功率控制带来困难，因此，有必要采用数字电子控制器对涡轮机动力系统综合控制进行研究。利用发动机转速测量信号解除了转速对被控推进剂流量的耦合作用，利用航深信号补偿了发动机转速增益的变化，合理配置控制参数，采用变参数PID算法实现了系统的无静差控制，同时使控制对象不发生超调。仿真结果表明，该方法能够很快完成发动机的换速且整个过程流量及转速没有超调。

涡轮发动机喷管出口速度的估计方法

罗凯, 党建军, 王育才

2009, 17(1): 044-47. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2009.01.011

[摘要](1688) [PDF 466KB](775)

摘要:
相比较于活塞发动机系统，开式循环工作的涡轮发动机动力系统对于工况的变化更为敏感。为了维持系统的经济性，获得较高的喷管效率是必要的。针对开式循环多速制鱼雷涡轮发动机动力系统的工作特点，确定了参数关系，明确了喷管在非设计工况下的各种运行特点。基于热力学和气动力学理论，详细分析了气流通过喷管出口截面处压力波时的流动特性，结合气流速度变化和方向变化，给出了涡轮发动机超音速喷管出口速度的完整的估计方法,为整个涡轮机动力系统优化设计和系统建模提供参考。

自航发射鱼雷内弹道模型与仿真

欧阳辉旦, 程广涛, 张振山, 张平国

2009, 17(1): 048-51. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2009.01.012

[摘要](1851) [PDF 460KB](690)

摘要:
为探讨现役潜艇鱼雷发射管自航发射534口径鱼雷的可能性，针对现役发射管环形间隙截面积与鱼雷横截面之比较小的实际情况，综合考虑了各种阻力的影响，分析了等截面管自航发射过程，定义并引入了补水压差作为阻力因素，重新建立了内弹道模型。根据自航管内非常局限性边界条件，结合鱼雷在管内各阶段的运动状态，实时计算了补水压差阻力和其他流体阻力，并进行了计算机仿真。比较仿真和试验结果，验证了内弹道模型，并证明了利用现役潜艇鱼雷发射管自航发射534口径鱼雷是不可行的。

航向估计在对抗尾流自导鱼雷中的应用研究

赵向涛, 孙续文, 林宗祥

2009, 17(1): 052-55. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2009.01.013

[摘要](1908) [PDF 436KB](748)

摘要:
针对尾流自导鱼雷的制导特点和悬浮式深弹拦截尾流自导鱼雷的需求，从尾流自导鱼雷射击提前角入手，重点对来袭尾流自导鱼雷的航向进行了估计，探讨了悬浮式深弹拦截尾流自导鱼雷的相关问题。仿真结果表明，来袭鱼雷航向估计应用于在水面舰艇使用悬浮式深弹拦截尾流自导鱼雷中是非常有效的。

声自导鱼雷几何作用距离预报系统设计

李琛, 宁永成, 杨贵海, 张姝红

2009, 17(1): 056-59. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2009.01.014

[摘要](2058) [PDF 464KB](736)

摘要:
为预报声自导鱼雷在不同水文条件下的几何作用距离，提出了运用声线密度判定几何作用距离的方法。该方法基于声波在水中传播的Snell定律，利用水中各线性分层间不同的声速梯度，绘制声线图，建立了几何自导作用距离的数学模型，并通过声线密度对几何作用距离进行预报，设计了声自导鱼雷几何作用距离预报系统，并通过系统软件实现了其功能，经测试，该系统在海上试验中取得了良好效果。

舰载直升机引导火箭助飞鱼雷攻潜效能模型与仿真

赵学涛, 贾跃, 林贤杰

2009, 17(1): 060-63. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2009.01.015

[摘要](2271) [PDF 488KB](1117)

摘要:
为分析舰载直升机引导火箭助飞鱼雷攻潜效果，建立了火箭助飞鱼雷空中和水下弹道模型，以及对目标的自导检测模型，进而建立了基于蒙特卡罗法的舰载直升机引导火箭助飞鱼雷攻潜命中概率计算模型，通过仿真计算，验证了舰载直升机引导火箭助飞鱼雷攻潜的有效性。对进一步研究火箭助飞鱼雷作战使用问题，最大限度发挥其作战效能提供了参考。

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