水下无人系统学报

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周春明, 吕宏

2012, 20(4): 241-244. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2012.04.001

[摘要](1329) [PDF 217KB](603)

摘要:
针对现有水下航行体实航工作可靠度评定方法的局限性, 根据实航试验所获取航行时间、成败试验结果的数据特点, 将指数分布与二项分布结合起来, 建立了水下航行体实航工作可靠度的等效评定方法, 解决了现阶段水下航行体实航工作可靠度评定方法中缺失规定时间的问题, 拓展了试验数据的利用效率, 可客观评价水下航行体的实航工作可靠度, 评定结果更接近实际。

鱼雷综合性能的模糊综合评判方法

卫建龙, 田铮, 赵伟, 李拂晓, 郁玮, 李杰

2012, 20(4): 245-250. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2012.04.002

[摘要](1012) [PDF 351KB](527)

摘要:
为了更好地分析与处理鱼雷综合性能指标中的模糊信息, 运用模糊理论, 提出了鱼雷综合性能模糊综合评判方法, 介绍了该方法的详细步骤, 利用改进的层次分析法(IAHP)对其中的权重进行了求取, 并结合实例对该方法和评估结果进行了分析, 分析结果验证了该方法的合理性和可行性。

混响空时协方差矩阵的两种计算方法比较与分析

吕维, 王志杰, 李建辰, 王明洲, 胡桥

2012, 20(4): 251-255. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2012.04.003

[摘要](1010) [PDF 477KB](617)

摘要:
协方差矩阵的计算是讨论空时自适应处理（STAP）的基础, 本文主要对协方差矩阵的两种计算方法: 适合理论研究的导向矢量合成方法和符合工程实际的直接阵列数据域方法进行了比较和分析。讨论了这两种方法的计算原理, 以及各自的应用背景; 比较了两种方法的计算结果在混响协方差矩阵形式、特征值、功率谱以及改善因子上的不同。仿真结果表明, 两种计算方法有明显差异, 直接阵列数据域方法为空时自适应处理的应用提供了更准确的理论基础。

有限状态机在鱼雷搜索策略程序设计中的应用

张勇平, 张静远, 尹文进

2012, 20(4): 256-260. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2012.04.004

[摘要](896) [PDF 139KB](523)

摘要:
为了提高鱼雷搜索策略程序设计效率和程序可读性, 方便修改逻辑和调试程序, 提出了基于有限状态机的鱼雷搜索策略程序设计方案; 通过分析鱼雷在搜索、跟踪和识别目标等不同自导阶段的自导逻辑关系, 提出了自导状态、事件、活动的确定原则并建立了相应的模型; 结合有限状态机理论, 建立了自导逻辑的事件状态变迁关系图, 提出了基于有限状态机的程序实现方案。通过仿真, 对所建模型和设计方案进行了仿真验证。仿真结果表明, 状态机程序运行稳定, 调试和跟踪方便, 尤其为增加状态、更改逻辑和调试程序提供了便利。

水中高速小目标被动检测模型及其应用

胡桥, 郝保安, 易红, 杨云川

2012, 20(4): 261-266. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2012.04.005

[摘要](1092) [PDF 348KB](818)

摘要:
针对水中高速小目标难以准确检测的问题, 结合3D超波束形成(3D-HBF)方法具有灵活控制窄波束和低旁瓣的特性, 以及模糊支持向量数据描述(FSVDD)检测器具有优良的目标检测性能这两者的优势, 构建了水中高速小目标被动检测模型和具体实施方法。在该方法中, 高速小目标的辐射噪声信号经过3D-HBF后, 将获得的波束响应输出向量输入到FSVDD检测器中, 从而实现目标的自动检测和测向。将该方法应用于水下高速小目标检测的实航试验中, 结果表明, 同基于常规波束形成的检测器相比, 其具有更好的检测性能、目标检测准确率和较高的方位估计精度。

一种水声接收机数字AGC控制方法

马定坤, 张效民, 罗建

2012, 20(4): 267-270. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2012.04.006

[摘要](1127) [PDF 339KB](810)

摘要:
为了克服信号功率、距离、传播过程介质衰减等因素对水中兵器引信动作的影响, 常需要使用自动增益控制（AGC）技术对信号幅度动态范围进行压缩。本文提出了一种基于统计信号幅值过门限次数的AGC控制方法, 分析了幅值检测原理, 并针对接收噪声对AGC控制误差的影响, 提出了AGC控制统计门限优化选取方法, 为AGC控制提供了一种新思路。该方法已应用于水声信号接收机系统, 应用结果表明, 该方法具有控制精度高、抗噪声干扰能力强等优点。

基于稀疏A*算法的AUV全局路径规划

陈实, 刘纯武, 黄芝平, 蔡郭汕

2012, 20(4): 271-275. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2012.04.007

[摘要](2080) [PDF 204KB](765)

摘要:
路径规划是自主式水下航行器(AUV)研究领域的重要课题之一。传统的AUV路径规划算法, 如人工势场法、图搜索法等, 容易出现陷入局部最优解、计算速度慢等问题, 为克服上述缺陷, 本文基于稀疏A*算法, 提出了一种新的用于构造搜索空间的随机布点方法, 在路径规划区域内, 利用随机函数均匀地布撒足够多的搜索节点, 从而构成搜索空间, 可显著降低计算量, 提高搜索效率; 并进一步对所得路径进行通视性检查, 有效地减少路径点个数和折点数, 获得更优路径。仿真试验结果验证了该算法的正确性和有效性, 表明该算法具有全局优化能力强、计算速度快的优点, 具有一定的工程应用价值。

水下地形辅助导航最优航路规划

谌剑, 李恒, 张静远

2012, 20(4): 276-280. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2012.04.008

[摘要](1204) [PDF 265KB](558)

摘要:
为了确保水下地形辅助导航系统在规划航路上能够获得充足的地形信息, 提出了一种综合考虑航行任务和地形信息量的最优航路规划方法。该方法首先建立了水下地形熵信息量分布模型, 然后以地形信息量和航路长度为优化目标, 同时考虑障碍物和航行器机动性能的约束, 利用粒子群优化算法在匹配区内全局寻优, 得到符合要求的最优航路, 最后采用粒子滤波水下地形匹配算法沿该航路进行匹配运算。仿真结果表明, 该方法能够给出地形特征充足的最优航路。

一种改进的水下运动目标远航程导航定位方法

杜召平, 刘百峰, 赵晔

2012, 20(4): 281-284. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2012.04.009

[摘要](994) [PDF 222KB](539)

摘要:
当前水下运动目标定位主要采用船载水听器基阵-声信标跟踪定位方法和船拖水听器基阵-声信标跟踪定位方法, 但这两种方法存在跟踪定位精度较低、实施难度大以及设备维护修理困难等问题。基于此, 提出了采用水下目标加装光纤陀螺仪-差分全球定位系统(DGPS)组合制导技术, 以实时测量、记录水下目标的航行姿态、航行速度和位置坐标, 通过编码把目标的位置坐标数据实时转换为同步水声多频多脉冲时延编码信号发射, 利用船拖水听器测量水声多频多脉冲时延编码信号, 通过船载基站实时解算, 从而实现指引测控船完成远航程水下目标的实时跟踪、定位、监测任务。试验结果表明, 该方法可有效实现对远航程水下目标的跟踪定位和实时监测。

基于ANSYS CFX的鱼雷涡轮机通流流场及性能计算方法

陈刚, 伊进宝, 师海潮

2012, 20(4): 285-289. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2012.04.010

[摘要](1406) [PDF 398KB](941)

摘要:
运用计算流体力学(CFD)软件ANSYS CFX对鱼雷涡轮机通流部分流场及性能进行了数值计算, 介绍了CFD技术应用到鱼雷燃气涡轮机通流设计中的一般步骤, 旨在提供一种燃气涡轮机通流部分流场及性能的预测方法, 探索CFD技术在鱼雷燃气涡轮机动力系统设计中的应用途径。研究结果表明, 利用CFD技术计算鱼雷燃气涡轮机通流流场, 预测通流气动性能与试验数据吻合较好。本文的研究成果对鱼雷涡轮机工程研制具有一定的参考价值。

基于脉振高频电压注入的对转永磁同步电机无位置传感器控制

徐海珠, 谢顺依, 崔维开, 王松林

2012, 20(4): 290-294. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2012.04.011

[摘要](920) [PDF 303KB](1870)

摘要:
为了简化对转永磁同步电机(PMSM)的结构, 提高其工作性能, 研究了该种电机的无位置传感器控制技术。结合面贴式对转PMSM的性质, 建立了其数学模型, 利用电机稳态时双转子转速相等的特点, 提出了一种基于高频脉振电压信号注入的转速估算方法。设计了转速跟踪观测器, 建立了对转PMSM的仿真模型和无位置传感器矢量控制系统。仿真结果与理论分析相吻合, 表明该系统可使面贴式对转PMSM在全速域内实现无位置传感器控制, 系统跟踪准确, 响应迅速, 鲁棒性强。

一种功率型无铁芯AFPM电机绕组涡流损耗抑制方法

王小雷

2012, 20(4): 295-300. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2012.04.012

[摘要](1505) [PDF 386KB](690)

摘要:
用于水下航行体推进装置的功率型无铁芯永磁盘式(AFPM)电机定子绕组由于直接暴露在交变磁场中, 会产生很大的涡流损耗, 从而影响电机性能。本文推导了2种截面导体在交变磁场中的涡流损耗计算公式, 提出了使用股间绝缘细绞合线代替原有扁平矩形导线来减少涡流损耗, 建立了等效直线电机2D有限元模型, 分析计算了绕组涡流损耗, 同时通过11 kW原理样机损耗试验, 验证了相关理论与计算方法的可行性和准确性。

反潜巡逻机空投鱼雷攻潜作战效能分析

徐以成, 孙明太, 李居伟

2012, 20(4): 301-305. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2012.04.013

[摘要](1568) [PDF 338KB](543)

摘要:
结合反潜巡逻机使用空投鱼雷攻潜作战的过程, 探讨了空投鱼雷攻潜作战的各主要影响因素, 分析了目标定位的散布误差以及空投鱼雷入水的散布规律。根据自导鱼雷的工作原理, 给出了目标检测模型和命中判定模型, 阐述了反潜巡逻机使用空投鱼雷攻潜的基本方法以及投雷参数的解算方法。采用蒙特卡洛法仿真分析了各影响因素与命中概率的关系, 得出的结论可为反潜巡逻机空投鱼雷攻潜作战提供参考依据。

潜艇对水面舰艇威胁评估模型的设计思路

林宗祥, 孙永侃, 李雪飞

2012, 20(4): 306-309. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2012.04.014

[摘要](1218) [PDF 136KB](499)

摘要:
为了提高水面舰艇反潜作战指挥决策水平, 降低反潜过程中遭受敌潜艇反击的可能性, 分析了潜艇对水面舰艇威胁评估的必要性, 给出了威胁评估的目的和原则, 提出了潜艇对水面舰艇威胁评估模型的设计思路,详细论述了威胁评估结构和评估步骤, 并重点对攻击意图推理和攻击能力评估2个子模型进行了深入探讨, 为实现潜艇对水面舰艇威胁评估提供了参考。

浅析水下武器发射噪声的生成及控制

张振山, 程广涛

2012, 20(4): 310-313. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2012.04.015

[摘要](1336) [PDF 192KB](618)

摘要:
水下武器发射过程会产生较强的冲击振动噪声, 影响发射平台的隐身性能, 从而降低作战效能。本文对水下武器发射噪声的产生及其传播过程进行了分析, 探讨了水下发射噪声的生成机理以及降噪工作的主要研究方向。特别对武器发射管口附近喷流噪声的产生进行了研究, 提出了控制发射噪声源的一些思路, 可为进一步研究发射噪声提供参考。

鱼雷发射装置应急挡板的操控改进方案

黄波, 张永, 魏勇, 张孝芳

2012, 20(4): 314-316. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2012.04.016

[摘要](1476) [PDF 135KB](563)

摘要:
潜艇鱼雷发射装置实现无泡隐蔽发射是潜艇隐蔽作战的重要保证, 而无泡装置的工作效能则对此起着决定作用。针对潜艇无泡发射装置的工作原理, 分析了应急挡板在各种工况下的实际操控效果, 并指出在大深度实施无泡发射时, 现有电动液压操纵模式存在的显著弊端。鉴于此, 提出了将电动液压操纵系统中的固定时间继电器替换为自动调节控制器的改进方案。基于实际技战术需求和潜艇装备特点, 设计了一种简便易行的自动调节控制器, 并对其中的关键问题进行了论述。

潜艇发射武器后舱室压力变化特点和规律研究

蒋兵兵, 刘勇志, 逄洪照

2012, 20(4): 317-320. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2012.04.017

[摘要](1287) [PDF 136KB](535)

摘要:
为了研究潜艇发射武器后舱室气压变化对艇员健康的影响, 基于潜艇武器发射装置的基本原理、气体状态方程和气压传动理论, 建立了舱内气压变化的方程。通过仿真, 详细分析了武器发射后舱室压力变化的特点和规律, 指出了不同条件下发射武器会对人体健康造成不同程度的影响, 并结合人体生理学和防护理论, 给出了气压控制的建议。

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