舰船的舵

什么是鸵?它的作用是什么?舰船在航行时,需要按驾驶人员的意图,在适当的时候保持或改变舰船的运动方向,舵就是完成这一功能的基本工具。舵设备的基本作用,一是保持舰船的航向稳定性,也就是使舰船在有风、洋流、海浪作用时,仍然能按预定方向航行;二是使舰船回转,也就是改变舰船的运动方向。船舵是舵设备中最基本     

舰炮射击系统中我舰运动姿态变化对射击精度的影响的估计

引言舰炮射击系统是在相对座标系统里我舰运动姿态不断变化的条件下求解相遇问题。事实上,航速、洋流、纵横摇摆和航向变化的复合运动均对瞄准角产生影响,并直接影响射击精度。早在五十和六十年代,设计和研制的火控系统中,由于计算手段的局限,对上述影响曾作了很大程度的近似。但文献资料上还没有人给出恰当的估计。随着计算技术的发     

全垫升气垫船航向稳定性研究

通过对扰动运动方程的分析得到了船舶航向稳定性衡准数的计算公式,并计算了某型全垫升气垫船的航向稳定性衡准数;建立了基于船模试验数据的某型气垫船的运动仿真模型,通过舵角干扰和螺旋操纵仿真试验研究了其航向稳定性.研究结果表明,全垫升气垫船在低航速时不具有航向稳定性,在高航速时具有直线运动稳定性,并且航向稳定性随着航速的增高而增强.     

二维弹道修正弹控制特性分析与仿真

旋转稳定弹丸的高速滚转使修正控制过程中的俯仰平面和偏航平面的弹体运动特性存在很强的交联,使得弹丸修正时控制信号与弹丸运动方向有滞后偏差。为解决修正弹控制响应相位滞后,首先从理论上推导出影响控制响应相位角的公式,运用四阶多项式拟合出了控制相位角与马赫数之间的关系。最后通过固定控制角的有控仿真,验证了拟合出控制响应相位角的正确性,并得出在该弹进行弹道修正时,应在上升段采取横向修正,下降段综合修正的结论。     

影响动力平衡角的诸因素及其对弹道轨迹的影响

本文利用简化的刚体弹道方程分析了各种空气动力系数对于动力平衡角的大小及其曲线形状的影响,并在此基础上论述了动力平衡角对于射程及偏流的影响。通过计算表明,由动力平衡角产生的马格努斯力有时对射程会产生较大的影响。此外由马格努斯力矩等因素造成的动力平衡角曲线形状的变化,在某些情况下通过升力对射程也会产生较大的影响。     

“舰—舵”模拟装置

“舰—舵”模拟装置是自动舵系统的控制对象——“舰—舵环节”的模拟装置,也就是模拟舰船在舵叶作用下,其航向的变化规律——舰船回转运动方程。舰船在航行中,受到的外界干扰力矩作用也可以折算为一个等效的舵角作用。因此模拟装置的基本结构应有图1的形式: 图中: α为舵角; θ为航向角;     

水下滑翔机原理与应用

正水下滑翔机(UnderwaterGlider,UG)是一种水下机器人,它通过调整自身浮力来实现升沉,通过调整两翼的净浮力和姿态角来获得推进力,实现水下滑翔并收集水下信息。它具有能源利用效率高、噪音低,大范围、长时间连续进行海洋环境观测与探测的优势,适用于"中尺度"及以上甚至部分"亚中尺度"的物理海洋现象观测、生态环境调查和海洋安全保障等工作。水下滑翔机为海洋大数据分析、数值预报等重要应用领域提供了现场准实时测量数据。水下滑翔机在军事和国防领域也发挥着重要作用。水下滑翔机的研究内容涉及水下无人平台结构     

横向运动板对长杆弹侵彻的偏转作用

弹体的攻角直接影响其侵彻能力,而横向运动板能使弹体发生偏转改变攻角,间接影响弹体的侵彻能力。在一定条件下,推导长杆弹在单层横向运动板作用下的偏转模型,并利用有限元仿真软件ANSYS／LS-rDYNA对长杆弹侵彻横向运动板的过程进行数值模拟。通过对偏转模型及仿真结果的分析,发现两者较为相符。研究结果显示：长杆弹侵彻横向运动板时,弹体会发生偏转,偏转的角速度先增后减,最后为0rad／s,此时偏转角最大;弹体速度方向也会发生偏转,其最终偏转角与弹体轴线的偏转角接近。     

航向误差对解算目标运动要素误差的影响

针对UUV在水下探测时需要对水下移动目标的运动要素进行测定的问题,通过对四方位测定目标运动要素方法进行分析建立了其二阶误差分析模型,并在该模型基础上分析航向误差对解算目标运动要素误差的影响。结果证明:该分析模型可实现对航向误差影响的有效分析。     

基于纯方位理论的运动舰船长度测量方法

获得运动舰船的船体长度对于航海避碰和目标识别具有重要的参考价值。然而,由于诸多因素的限制,现有视觉技术难以精确测量。为此,引入了纯方位目标运动分析理论结合双目视觉技术实现对运动舰船长度的测量。首先就所研究问题建立运动模型,推导了基于目标舰船方位、距离参数的舰船长度测量方法,针对该方法测量误差大的问题提出了基于航向、距离、方位的舰船长度测量方法。目标航向无法直接获取,为此引入基于纯方位理论的目标航向视觉估计方法,并进行了仿真验证。最后对两种舰船长度测量模型的误差进行了仿真比较分析,结果表明采用本文提出的"距离航向"法,当观测点位于目标舰船正横左右范围内时误差可以控制在10%内,"方位距离"法误差更小,适用的舷角范围更大。     

恒速偏频激光陀螺系统航向敏感误差的在线标定与补偿

以单轴恒速偏频激光陀螺系统为研究对象,建立了静基座初始对准时系统中标定参数变化误差对航向敏感误差影响的数学模型。为克服外场测试环境下难以分别精确估计各标定参数的限制,提出将安装关系矩阵参数误差对航向敏感误差的作用视为一个整体进行标定;不需要外部基准,即可基于最小二乘算法实现航向敏感误差系数的在线标定。采用标定得到的航向敏感误差系数,利用原理样机进行了在线补偿精度实验测试。实验结果表明,所提出的在线标定与补偿方法能够有效消除航向敏感误差,提高初始对准航向角精度。     

无人侦察机目标跟踪系统控制模型

无人侦察机对目标的跟踪是通过调整陀螺稳定平台的高低角和方位角,从而使摄影设备的光轴对准目标来实现的。给出了根据摄影设备的焦距以及目标在监视屏上的坐标,求取平台的姿态角控制指令的系统方案;在考虑表观运动即无人机角运动对平台角运动影响的情况下,得出求取控制指令的表达式;并对无人机目标跟踪系统的控制模型进行了仿真验证。     

风作用下缆船拖带非线性系统运动数值模拟

基于船舶操纵性运动方程和拖缆的三维动力学运动方程,提出了被拖点位置匹配的方法,建立了拖船—拖缆—被拖船系统的非线性整体拖带动力学模型.为了考察被拖船航向稳定性与横向稳性的关系以及风载荷作用的影响,被拖船采用水平面四自由度运动方程,并引入了风的作用力和力矩.拖船采用PD控制方法较真实地模拟了拖船航向改变的运动过程.对一个拖船—拖缆—被拖船系统(5 000 t的拖船和3 000 t的被拖船)在时域内进行了风作用下拖带运动的模拟.计算结果表明,风力增大拖带航向稳定性降低,拖带航向稳定是横向稳的必要条件.数值计算结果归纳出判别被拖带船航向稳定性的极坐标图,该极坐标图表明顶风航行较顺风具有较强拖带航向稳定能力,但是拖带航向稳定性区域很小,而顺风和顺斜风拖带比顶斜风具有更大的拖带航向稳定性区域.     

重心布置及漂角对空投气垫艇纵稳性影响分析

为了分析空投气垫艇在不同重心位置和漂角下的纵摇运动响应,利用STAR-CCM+平台的重叠网格技术对气垫艇在规则波中的水动力性能进行数值模拟。研究表明,重心和漂角的变化对空投气垫艇阻力性能和航行稳定性的影响十分敏感,试验中通过改变压块来调整气垫艇重心位置,在低速段即0.4r<0.8时,重心纵向位置前移与垂向位置上移将会导致阻力增加,而当其在高速段即F_r>0.8时,重心纵向位置前移和垂向位置下移将导致阻力减少,为了满足高速船舶性能,因此重心位置布置时宜适当前移。在0°<β<30°范围内,漂角越小,气垫艇受到波浪的激励作用愈加明显,纵摇运动响应幅值越大。优化重心布置方案、漂角等组合形式能够有效提升气垫艇的航行稳定性,综合分析可知该型气垫艇在重心位置靠近艏部且以一定小角度漂角高速航行时,纵向稳定性越高且兴波阻力性能最佳。     

顺/逆轨拦截高速目标制导律性能对比研究

负比例制导(Retro-proportional Navigation,RPN)是一种新的制导律研究成果。使用负比例系数,顺轨拦截目标加速度方向与传统的比例制导(Proportional Navigation,PN)相反。推导了PN/RPN的线性形式及逆/顺轨拦截时的物理量差异,给出了比例系数的范围,以及所能拦截目标的速度范围;用伴随法分析了航向角误差、目标加速度对脱靶量的影响;最后通过仿真分析了PN/RPN的捕获区域及弹道特性。     

海上机动目标均匀概略航向下的散布规律研究

研究了海上机动目标散布规律对反舰导弹目标搜捕具有的重要意义。在分析正态圆分布下目标以确定速度和均匀概略航向机动散布的内涵特征基础上,基于条件概率密度方法建立了CND-CS-ACUD散布概率密度模型,证明了该散布概率密度的对称特性。理论推导与数值分析表明:CND-CS-ACUD散布概率密度关于过航向分布范围角平分线的垂面对称;最大概率密度取值点必有一个位于航向分布范围角平分线上,与原点之间的距离小于、但随航向分布范围的压缩而趋近于目标机动距离;航向分布范围越小,高概率密度区域越集中,目标散布区域越小。CND-CS-ACUD散布对优化反舰导弹搜索参数、计算搜捕概率具有较强的应用价值。     

水下滑翔机建模与纵向运动控制

水下滑翔机是一种浮力驱动的新型水下航行器,其特殊的驱动方式和结构特点增加了建模和控制分析的复杂度。为获得准确有效的水下运动控制方法,通过滑翔机运动学和动力学分析,建立了较为完善的三维空间数学模型,并进行了合理的假设和简化,得到纵平面内小扰动线性化模型。在此基础上,运用了线性二次型最优控制理论设计了LQR调节器,分析系统对于控制指令的跟踪响应情况。最后针对滑翔机的纵平面运动进行了仿真分析,仿真结果显示,LQR调节器有很好的干扰抑制能力和指令跟踪性能,并准确地描述了纵平面内滑翔机的运动特性。     

姿态角单次调整的固体运载火箭耗尽关机能量管理方法

固体运载火箭传统耗尽关机制导方法姿态角调整次数过多,不利于控制系统设计。提出了姿态角单次调整的耗尽关机能量管理策略:以火箭的待增视速度方向为基准,通过计算火箭所需耗费的视速度,优化选取火箭的初、末姿态角;火箭以恒定角速率从初姿态角变为末姿态角,达到末姿态角时保持恒定,直至耗尽关机。仿真结果表明,新方法在满足火箭的终端速度约束条件下,视速度模量耗费百分比超过30%,且姿态角单向调整,有利于控制系统的工程设计。     

鱼雷最大航向估计在反鱼雷中的应用

在悬浮式深弹反鱼雷时,若只能根据声纳兵的经验估计鱼雷距离,如何正确估计鱼雷航向角范围就成为正确布放悬浮式深弹的关键.从直航雷的相遇三角形和尾流鱼雷命中目标条件出发,推导出鱼雷相对舰艇的正常提前角,从而确定鱼雷在被发现点的最大航向角范围,为正确投放悬浮式深弹提供了理论依据.     

大误差条件下尾流自导鱼雷齐射间隔问题

当目标运动要素误差较大时,可组织尾流自导鱼雷双雷齐射.阐述了尾流自导鱼雷平行航向齐射组织方法及数学模型.在一定条件下,仿真分析了目标速度、目标航向和目标距离存在大误差时,至少1条鱼雷捕获目标尾流概率随鱼雷间隔的变化规律,最后根据仿真结果给出了鱼雷间隔设置建议.