水下无人系统学报

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魏静, 潘光

2016, 24(2): 081-86. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.02.001

[摘要](1021) [PDF 315KB](381)

摘要:
以反鱼雷鱼雷的作战仿真模拟为目标, 通过分析反鱼雷鱼雷的作战方式, 给出了反鱼雷鱼雷的全弹道工作流程。根据想定的反鱼雷鱼雷拦截态势建立了水面舰艇、来袭鱼雷及反鱼雷鱼雷的弹道仿真数学模型, 重点研究了来袭鱼雷典型攻击状态下反鱼雷鱼雷拦截弹道及拦截性能的计算机仿真与分析。仿真结果表明, 降低舰艇探测来袭鱼雷航向的误差, 增大反鱼雷鱼雷的自导作用距离, 合理选择反鱼雷鱼雷的发射距离, 有助于提高反鱼雷鱼雷的拦截效果。

基于模态参数的水下航行器楔环结构有限元模型修正

严海, 马锐磊, 梁跃, 杨阳

2016, 24(2): 087-93. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.02.002

[摘要](987) [PDF 854KB](384)

摘要:
针对水下航行器楔环结构有限元模型仿真精度低的问题, 采用等效刚度法建立了楔环结构有限元模型,基于固有频率和模态振型等模态参数对楔环结构的有限元模型进行了修正, 得到了具有较高仿真精度的楔环结构有限元模型, 并利用不同的参考模型, 分析了参考模型的测点数量及位置对修正结果的影响, 在此基础上, 给出了楔环结构模态测试测点布置的建议, 为楔环结构的动力学分析及试验提供参考。

从助飞鱼雷研制看复杂武器装备研制的标准化保障工作

丁振东, 戴军, 张峻峰

2016, 24(2): 094-98. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.02.003

[摘要](1019) [PDF 214KB](473)

摘要:
通过分析和总结国内助飞鱼雷研制中开展标准化保障工作的方法和经验, 提出了如何在复杂武器装备研制中更好地贯彻实施《武器装备研制生产标准化工作规定》的工作思路, 即首先建立型号标准化工作系统, 完善标准化文件体系, 协调解决各承制单位和各级产品之间的标准化问题; 其次根据产品特点, 合理确定贯标的原则和方法, 积极推进“三化” (通用化、系列化、模块化)设计; 最后及时总结研制成果和经验, 完善标准体系, 组织开展标准制修订工作, 确保产品的升级换代和系列化发展。

尾流+声自导联合导引对抗水面舰船规避机动

胡纽, 董春凯, 李豫川

2016, 24(2): 099-104. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.02.004

[摘要](1468) [PDF 519KB](425)

摘要:
文中分析了水面舰船机动规避尾流自导鱼雷的防御策略, 提出了尾流+声自导联合对抗变向变速水面舰船的导引方法, 建立了尾流+声自导联合导引方式的使用原则, 并进行了弹道仿真验证。结果表明, 采取尾流自导与声自导信息融合的方法, 可有效对抗水面舰船的机动规避防御策略, 从而提高尾流自导鱼雷打击变向变速水面舰船的能力。

基于高斯声束模型的快速声场计算方法

何心怡, 王磊, 陈菁, 高贺

2016, 24(2): 105-110. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.02.005

[摘要](1011) [PDF 477KB](817)

摘要:
基于高斯声束模型提出了一种快速声场计算方法, 该方法在BELLHOP声场计算模型基础上增加声速剖面均匀网格插值、过层边界快速处理等步骤, 实现高斯声束轨迹方程和伴随方程迭代求解, 进而得到声线轨迹与传播损失等。该方法具有实时性强、算法稳健等特点, 可解决鱼雷自导性能实时预估及鱼雷攻击方案制订中对声场进行实时、准确预估的难题。仿真试验验证了其正确性与有效性。

基于匹配相关的潜艇亮点方位估计方法

朱坤安, 杨云川, 石磊, 李博, 郭磊

2016, 24(2): 111-114. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.02.006

[摘要](1310) [PDF 463KB](449)

摘要:
为了更可靠地实现对潜艇目标亮点方位的估计, 建立了潜艇目标的多亮点回波模型, 采用匹配相关法对其进行方位估计, 并根据目标的短时方位信息方差比环境背景的小这一特点, 提出了剔除环境噪声干扰的方法。仿真结果表明, 该模型能够实现对潜艇目标回波的模拟, 使用环境噪声剔除方法对采用匹配相关法得到的目标方位进行处理, 降低了环境噪声对方位估计结果的干扰, 增加了潜艇目标方位估计的可靠性。

一种基于复合拓扑结构的鱼雷高速光纤总线设计

魏玉华, 朱云周, 高卓

2016, 24(2): 115-119. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.02.007

[摘要](658) [PDF 375KB](429)

摘要:
随着鱼雷武器功能的增加、性能的提高以及执行作战任务的日益复杂, 传统采用的工业现场总线和行业总线难以适应未来信息化武器装备的发展, 鱼雷开放式总线通信技术已经成为大势所趋。根据鱼雷内部数据通信特点和需求, 开展了适合鱼雷内部使用光纤总线的拓扑分析和系统设计, 采用全双工交换以太网技术, 提出了一种基于复合拓扑结构的雷内高速光纤数据总线。设计分析和样机试验表明, 该总线具有高带宽、低延迟、可靠性好等优点, 可以满足鱼雷内部系统间信息共享要求。

基于改进蚁群算法的UUV三维路径规划方法

温志文, 蔡卫军, 杨春武

2016, 24(2): 120-125. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.02.008

[摘要](1594) [PDF 520KB](477)

摘要:
路径规划是水下无人航行器(UUV)研究领域的重要课题之一。针对已有蚁群算法在采用加权和法处理多个目标同时优化的路径规划问题时出现加权系数取值不确定性、目标函数偏离理想值、算法运行效率较低等问题,以及为了避免蚁群算法收敛速度慢, 容易陷入局部最优, 提出了一种基于改进蚁群算法的路径规划方法。该方法基于Pareto非劣最优解集的思想对多个目标进行优化组合, 同时加入了趋向位置目标的吸引策略, 有效克服了上述缺陷。3D环境下的仿真试验证明了该方法的有效性和可行性。

HAP三组元推进剂泵供系统流动特性仿真

王凯, 孙涛, 史小锋, 伊寅, 伊进宝, 韩勇军

2016, 24(2): 126-131. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.02.009

[摘要](1033) [PDF 1010KB](564)

摘要:
文中针对燃烧试验出现的燃烧振荡, 开展水下航行器HAP三组元推进剂泵供系统流动特性研究。使用3D仿真软件PumpLinx模拟出燃料泵的流动状态, 使用1D软件AMESim模拟出泵供系统流动特性, 通过三组元燃烧动态测试试验, 测得泵供系统各组部件流体压力脉动情况, 以验证仿真模型。结果表明, 仿真获取的泵供系统流动特性与试验所测脉动规律基本吻合, 证明了仿真获取的各组部件脉动频率等参数的准确性, 这些参数可为设计和优化液压元器件提供技术支撑。

基于增量式PID算法的气体流量控制方法

高慧中, 路骏, 马小录

2016, 24(2): 132-136. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.02.010

[摘要](1246) [PDF 427KB](1278)

摘要:
气体流量控制回路因其动态特性复杂、响应速度受限等现象给控制器的设计带来了挑战。文中在分析鱼雷气体燃料动力系统动态流量控制特性的基础上, 使用增量式比例-积分-微分(PID)算法来实现气体流量的动态控制, 给出了控制系统动态特性的数学描述。在气体流量自适应控制器的设计阶段, 首先在Ziegler-Nichol初始化基础上, 试凑出一组具有良好控制效果的PID参数, 并通过阶跃试验确认了该控制器的性能。仿真试验证明了该控制器在动态环境下的自适应能力。

目标运动要素稳定性的图形表达探讨

李长文, 毛俊超, 初磊

2016, 24(2): 137-140. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.02.011

[摘要](854) [PDF 259KB](389)

摘要:
文中提出将目标运动要素解算结果进行图形表达的概念, 对于等速直航目标, 以声速有限的单站纯方位方法估计其运动要素, 并以计算机绘制出最近若干个目标位置点估计、目标速度估计、目标方位观测误差均方差估计, 以此表达运动要素解算结果的稳定性, 便于决策者直观理解及提高采用目标运动要素的效率。同时发现,可以用目标方位观测误差均方差估计的性质判断目标可能的机动, 以此作为重置解算的基础, 用以更好地为鱼雷作战应用提供参考。

基于LabVIEW和DLL技术的USB测试仪软件在鱼雷上的应用

毛瑞石, 王相生

2016, 24(2): 141-144. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.02.012

[摘要](615) [PDF 215KB](532)

摘要:
为了适应鱼雷不断提升的计算、传输要求及功能的增强和体积质量的限制, 文中结合鱼雷便携测控设备的研制, 利用LabVIEW和Visual C++混合编程技术对USB便携式测试仪上位机软件进行重新开发, 使得在LabVIEW或LabWindows/CVI环境下实现对非NI硬件板卡的操作, 为兼顾开发效率并降低成本提出了一种新的尝试办法。经多次调试验证, 证明其能充分满足多型鱼雷发射装置的各种测试任务需求, 且对USB板卡以外的其他功能板卡的运用同样具有借鉴意义, 可为鱼雷软件应用技术开发提供参考。

一种改进的鱼雷装载可靠度鉴定试验方法

贺成刚, 高江

2016, 24(2): 145-149. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.02.013

[摘要](1264) [PDF 214KB](397)

摘要:
针对鱼雷传统装载试验方法和加速试验方法的特点, 文中提出改进的以装载试验为主、加速试验为辅的总体思路, 并采取扩大装载信息源、增加装载信息量、制定合适的检验方案等具体措施。通过各种信息综合评估,改进和完善装载可靠度鉴定试验方法, 达到提高装载可靠度鉴定置信度、适当降低研制方风险的目的。改进的装载可靠度鉴定方法可行性强, 可直接指导试验的实施工作。

尾流自导鱼雷齐射反舰试验方案设计

朱文振, 叶豪杰, 王昊

2016, 24(2): 150-153. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.02.014

[摘要](1082) [PDF 217KB](380)

摘要:
尾流自导鱼雷齐射是潜艇攻击水面舰的典型作战方式, 根据鱼雷作战能力考核需求, 介绍了尾流自导鱼雷齐射方式和使用要求, 分析了影响尾流自导鱼雷齐射试验的主要因素, 优化设计了尾流自导鱼雷齐射反舰试验方案, 提出了尾流自导鱼雷齐射反舰试验评价方法, 为鱼雷尾流自导齐射反舰试验鉴定提供技术参考。

面向水下航行器运动控制系统的自适应中间件设计

徐飞, 高俊钗, 雷小康

2016, 24(2): 154-160. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.02.015

[摘要](748) [PDF 717KB](362)

摘要:
水下航行器运动控制系统一般采用可靠性强的分布式运动控制技术, 高实时性业务需求对通信信道的及时响应提出了较高的要求。文中基于反射技术构建了一类面向水下航行器运动控制系统的中间件, 包括构件化内核、通用总线通信适配器和上下文管理器等单元; 设计了通信策略适配器解决异构硬件平台间的通信耦合性问题。最后进行了通信资源请求可伸缩性仿真试验, 对原型系统及相关模型、通信策略适配器的可行性进行评估, 验证了文中提出的自适应中间件的有效性和扩展性, 其有助于为集成下一代水下航行器控制系统提供参考。

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