鱼雷外形参数化建模平台研究

鱼雷外形建模是鱼雷设计过程中非常重要的一项工作环节.传统的鱼雷外形建模方法仅仅是利用了CAD绘图软件进行手动建模,但是在鱼雷外形初步设计过程阶段,往往需要对设计参数进行多次调整,这就造成了参数一旦调整就要重新建模,既降低了效率,也浪费了大量的人力和时间.采用了基于Java环境开发的参数输入界面,同时与UG/OPEN二次开发技术相结合,完成鱼雷外形参数化建模平台的搭建,开发出了较为简单方便的鱼雷外形参数化建模的方法,大大提高了鱼雷外形建模的效率.     

鱼雷非线性姿态系统的自适应反演控制

以鱼雷姿态角为输出量,将鱼雷非线性模型转换为输入输出动态和内部零动态两个部分.通过数值计算,确定了零动态的稳定性.对输入输出动态设计了反演控制律,将参数自适应调整与变结构控制相结合,简化了切换函数的设计.仿真结果表明,所设计的控制方法消除了模型参数扰动的影响,使鱼雷姿态角具有良好的控制效果,同时使非线性模型中的其他状态变量保持稳定.     

声纳主动工况下拦截弹作战模型与能力研究

根据鱼雷报警声纳主动工况能够探测鱼雷距离和方位的特点,提出了悬浮式拦截弹的布放时机、拦截提前量和布放间隔的确定和优化问题。在分析悬浮式拦截弹作战过程的基础上建立了目标运动参数的滤波解算模型、布阵参数解算模型以及作战能力仿真模型。运用蒙特卡洛法仿真计算了采取不同布阵参数对不同舷角来袭鱼雷的拦截概率。通过结果分析解决了布阵参数的优化问题,为提高鱼雷报警声纳主动工况下悬浮式拦截弹的作战能力提供了理论参考和建议。     

气氧甲烷溅板式层板喷注器燃烧特性试验分析

采用试验方法分别对单喷嘴和多喷嘴溅板式层板喷注器燃烧特性进行研究,考察不同工况下喷注器面板热载情况,得到不同混合比、不同结构参数对燃烧室压力分布和燃烧效率的影响规律。试验结果表明:混合比对多喷嘴喷注器燃烧室压力影响不大,但对燃烧效率有较大影响。对于单喷嘴喷注器,燃烧效率随着混合比的增加而增高。相同条件下,增大扩张角及出口层宽度有利于提高喷注器燃烧效率,但会引起喷注面板热载增大,各喷注器喷注面板均产生不同程度的变形或失效。该结果对于正确指导层板式喷注器的设计以及筛选喷注器结构具有重要意义。     

火箭助飞鱼雷发控及弹道仿真

针对水面舰艇反潜武器系统研制、火箭助飞鱼雷作战使用研究中对助飞鱼雷的仿真需求,重点研究了助飞鱼雷发射控制仿真方法和空中弹道仿真方法,突破了不同工况不同射程下发动机关机时间建模技术、保证大范围飞行一致性的火箭自适应控制器设计技术。应用表明,所形成的助飞鱼雷武器通道仿真模型能有效模拟助飞鱼雷从发射控制到弹道航行到命中目标的全过程以及作战效果,能够支撑助飞鱼雷发控算法研究以及作战使用研究。     

反鱼雷鱼雷变指令周期导引律设计

针对反鱼雷鱼雷(anti-torpedo torpedo, ATT)拦截距离短、机动性要求高的特点,将最优控制和滑模控制相结合,设计了最优滑模导引律,保证拦截过程ATT需用过载相对较小且对于来袭鱼雷的机动具有一定的适应能力。针对ATT需要在短时间内快速调整姿态的问题,设计了ATT变指令周期控制方式,对ATT和来袭鱼雷的距离进行分段,不同的距离采用不同的指令周期,并利用蒙特卡洛法分析了变指令周期和固定指令周期控制下的ATT拦截弹道特性以及命中概率。仿真结果表明:变指令周期导引对于加速度很小或较大的来袭鱼雷均具有较高的拦截概率,且平均脱靶量较小;对于固定指令周期导引律,无论来袭鱼雷是否机动,均存在较大脱靶量。     

电驱动车辆反馈线性化自适应滑模滑移率控制

针对驱动和制动工况下电驱动汽车的滑移率控制这一强非线性和不确定性控制问题,提出了一种基于反馈线性化的自适应滑模控制(ASMC)方法。针对车辆驱动、制动工况下的车轮滑移率进行了动力学分析,建立了统一的状态方程。充分利用系统已知模型和参数,采用线性化反馈消除非线性变化的控制量增益系数的影响,通过对反馈项增益参数的自适应调整,适应附着路面不确定参数变化的控制要求,克服系统控制中存在的主要非线性和不确定性部分,对于系统难以建模描述部分,视为扰动,利用滑模控制抑制系统该部分的不确定性因素,同时保证系统响应的快速性,并对算法进行了Lyapunov稳定性分析。最后,以某型电动汽车为对象进行了仿真分析,结果表明采用ASMC控制系统动态响应快、精度高、抗扰能力强,对路面参数变化具有较强的鲁棒性,同时输出控制量抖振小。     

核动力折中稳态运行方案下稳压器压力控制的模糊控制器

运用模糊控制理论,针对稳压器压力控制的特点,为解决核动力装置折中稳态运行方案下低工况运行时一回路压力随负荷变化波动较大的问题,设计了压力模糊控制器。即利用模糊控制器实现稳压器压力调节系统工作参数的在线优化自整定,并以某核动力装置为对象进行了仿真实验。仿真结果表明,本控制器在对原系统不作大改动的前提下,能有效地抑制一回路压力波动,比原有调节系统具有好得多的调节品质。     

单组元燃料不同背压下雾化试验研究

本文以某型鱼雷燃烧室为母型,进行了单组元燃料喷嘴的低反压和高反压雾化试验研究。试验给出了SMD随燃烧室压强变化的试验结果与拟合曲线。试验表明,随着反压的增高,液雾的SMD逐渐减小,并随着反压的增高此减小的趋势变缓。     

变工况下轴承健康监测的相关向量机与自适应阈值模型方法

工况在旋转机械运行过程中通常是变化的。变化的工况和故障一样,也会引起机械振动特征发生改变,从而引起诊断误差。为此,提出一种用于变工况下轴承健康监测的新方法。该方法使用相关向量机拟合振动特征的统计量随工况参数的变化,得到特征统计量与工况参数之间的连续函数关系;基于不同工况下的特征统计,构建自适应阈值模型。将该方法用于不同转速下的轴承健康监测,结果表明,当转速超过某一个较小的值时,该方法有效。     

流量连续可调火箭发动机极度富燃燃烧特性

以气氧/煤油作为推进剂对火箭发动机进行流量连续调节试验,研究火箭发动机连续变工况过程中的燃烧特性。火箭发动机通过可调气蚀文氏管连续调节煤油流量。试验在富燃工况(混合比0.405~0.690)下成功点火,并实现了混合比、燃气总流量连续调节。试验发现流量连续调节过程中,当混合比小于0.535时,燃烧室压力随煤油流量减小而增大;当混合比大于0.535时,燃烧室压力随煤油流量减小而减小。同时,特征速度和燃烧效率随混合比增大而增大,并且混合比小于0.535时特征速度、燃烧效率增大的速率大于混合比大于0.535时的速率。研究表明推进剂流量与燃烧效率同时影响燃烧室压力。当混合比小于0.535时,燃烧效率的影响占优;混合比大于0.535时,推进剂流量影响占优。     

三组元喷嘴混合特性的试验研究

本文对四种类型的气氢／液氧／煤油三组元喷嘴进行了混合特性试验, 研究了内喷嘴的缩进长度对同轴离心外混式喷嘴混合特性的影响, 对比了相同的三组元工况下各喷嘴的混合特性, 分析了喷嘴结构对混合特性的影响, 进行了单喷嘴和三喷嘴的混合特性试验, 试验结果表明： 在相同的三组元工况下, 同轴直流式喷嘴的流强分布跨度比同轴离心式喷嘴小。所得结论对三组元喷嘴和气液同轴式喷嘴的优化设计有参考价值。     

鱼雷离心式喷嘴喷雾特性的实验与数值

对鱼雷离心式喷嘴喷雾特性进行了实验和数值模拟研究.实验研究中确定了喷嘴前后压差与流量的对应关系.数值研究中采用拉格朗日离散相模型对该喷嘴三维喷雾流场进行了模拟分析,模拟结果给出了不同流量下索太尔平均直径(SMD)和液滴分布指数随着喷嘴压差的变化规律,并把模拟所得的平均直径与实验结果做了比较,二者吻合较好.     

蒸汽动力舰船机舱环境中的DTBP实测研究

利用Tenax-TA吸附管对某蒸汽动力舰船海上航行工况和码头停泊停机工况下的机舱环境空气进行富集采样,并通过气相色谱-质谱联用仪分析DTBP含量。研究表明:该舰船航行期间蒸汽动力系统存在高浓度DTBP散发,机舱环境中DTBP质量浓度(0.036mg/m3)是停泊停机状态的近10倍(0.004mg/m3)。因此,建议在开展蒸汽动力舰船舱室空气污染治理时,应完善相关标准,改善涡轮机油品质,加强涡轮机油的DTBP释放控制。     

低温流量控制系统试验研究

低温可调汽蚀文氏管是低温流量控制系统的关键部件,本文选用步进电机控制调节针锥的位移。通过大量冷态试验,在大范围变化工况、变化喉部面积及变化背压条件下,利用水对低温流量控制系统进行研究,得到了流量系数、压力恢复系数的变化规律。利用液氧标定,对冷态试验结果进行修正。并将低温流量控制系统用于三组元模型发动机热态试验中,成功实现了流量调节和工况转换。     

火箭助飞鱼雷程序弹道自适应控制系统设计

针对火箭助飞鱼雷空中段飞行过程中随机干扰大、动力学参数变化剧烈等特点,将自适应控制方法引入火箭助飞鱼雷空中段控制系统,并根据Narendra提出的只利用系统输入输出量的模型参考自适应控制理论设计了其自适应控制规律,仿真结果证明该控制系统能够克服动力学特性的变化并有较高的制导精度及较强的抗干扰能力。     

大噪声背景下的纯方位导引方法

线导鱼雷攻击时对目标参数解算依赖小 ,这一特点有利于远距离隐蔽快攻和提高舰艇的作战和生存能力。在鱼雷发射后边解算边导引实时修正雷达误差 ,可以提高鱼雷自导发现目标的概率 ;导引过程中进行人工干预 ,可以提高鱼雷抗干扰能力。在无目标运动要素的条件下 ,对线导鱼雷攻击水面目标的纯方位导引法进行研究 ,提出一种较为有效的导引方法     

分级燃烧循环发动机变工况的模糊控制

研究了一种模糊控制方法 ,并用于分级燃烧循环液体火箭发动机变工况过程的反馈控制。仿真研究表明 :在抑制参数抖振方面 ,模糊控制优于一般的变结构控制     

基于益损分析的鱼雷战术效能的海洋环境影响评估

针对不同海洋环境中海水阻力系数和声线传播的变化特性,根据鱼雷航行及自导过程中的守恒原理,提出了一种评估海洋水文环境对鱼雷战术效能影响的新方法,并根据海洋水文环境对介质参数的影响,结合战术效能益损评价指标体系,建立了海洋环境对鱼雷战术效能影响的评估模型。通过仿真算例,对该评估方法进行了仿真实验,验证该方法的合理性和可靠性,进而发展运用于鱼雷作战使用的海洋环境影响评估和保障决策之中。     

基于变结构的反鱼雷鱼雷双滑模制导律

通过反鱼雷鱼雷(ATT)与目标鱼雷在两个平面内的投影的相对运动方程,推导了处于同一平面的两个投影的视线角变化状态方程,并分别采用变结构控制策略设计控制器,使得同一平面两个投影间的视线角保持恒定,达到ATT精确命中目标的目的。理论推导和仿真结果表明:所设计的双滑模控制器能够保证ATT与目标的视线方位角和视线高低角保持恒定,ATT精确命中目标,且对目标机动和参数测量误差具有强鲁棒性。