舰载捷联式猎雷声纳基阵数学平台的建立与仿真研究

分别建立猎雷声纳基阵在舰艇作摇摆运动、荡运动及摇摆引起基阵线位移情况下的基阵伺服系统转角指令信号与指向控制信号、艇运动姿态角变换关系的数学平台模型并进行计算机仿真验证；仿真结果证明所建平台模型的准确性，为“捷联式”猎雷声纳基阵建立稳定平台和控制稳定系统的实现提供了理论依据。     

猎雷艇声纳基阵俯仰角姿态伺服系统变结构控制

本文对猎雷艇声纳基阵俯仰角姿态伺服系统分别进行了频域法控制规律的设计和变结构控制律的设计，对两种设计由于基阵附加惯性力矩的变化而引起系统参数变化的工况进行了数字仿真，并给出了仿真结果。     

猎雷块纳基阵方位角伺服系统设计与仿真

本文对猎雷声纳基阵方位角运动姿态伺服系统进行了动态建模和控制器的设计，在计算机上对所设计的系统进行了数字仿真。结果表明，当系统参数在允许范围内变化时，所设计的伺服系统具有满意的性能指标。     

猎雷声纳基阵方位角伺服系统设计与仿真

本文对猎雷声纳基阵方位角运动姿态伺服系统进行了动态建模和控制器的设计，在计算机上对所设计的系统进行了数字仿真。结果表明，当系统参数在允许范围内变化时，所设计的伺服系统具有满意的性能指标。     

猎雷声纳基阵姿态的稳定与控制

舰壳安装的猎雷声纳需要通过稳定系统隔离舰船的摇摆,以保持姿态的稳定,为发射和接收声纳信号提供稳定的平台.文章介绍了一种用三轴支撑基阵的运动补偿式无平台稳定机构,由导航系统测得的舰船摇摆角经计算,分解到基阵的转动轴上,再分别由伺服系统控制三轴转动,从而消除舰船摇摆的影响,达到稳定基阵姿态的目的.     

基于复合控制的声纳基阵姿态稳定系统

根据声纳基阵姿态稳定系统的性能指标和动态要求，分析了声纳基阵的控制稳定回路，建立声纳基阵姿态稳定系统的数学模型，并用经典复合控制算法实现声纳基阵姿态稳定系统的控制．该伺服系统包括速度环和位置环以及前馈控制，因此该系统是一个复合控制系统。用MATLAB语言进行系统仿真，仿真结果说明系统具有良好的控制性能。     

基于自抗扰控制器的声纳基阵姿态控制器设计与仿真

针对声纳基阵对高精度姿态稳定的需求,设计了一种基于自抗扰控制器的声纳基阵姿态控制器,建立了数学模型,并进行了计算机仿真.仿真结果表明,该控制器具有良好的控制性能和系统响应的实时性.     

猎雷声纳的研制进展与应用情况

本文叙述了猎雷声纳的研制背景与进展,讨论了声纳反潜与声纳猎雷之间的基本区别。说明了用于猎雷工作时声纳的作用。并以英国193型与193M 型声纳为例,阐述了典型壳体安装式猎雷声纳的主要组件。对典型的猎雷工作程序也作了说明。文章最后还提出了下阶段研制可变深度猎雷声纳的诸要素。这种可变深度声纳可用来搜索放置于大深度水域的水雷。     

基于自抗扰控制器的猎雷声纳基阵姿态稳定系统研究

依据声纳基阵姿态控制稳定回路数学模型及工作环境的特点,采用具有非线性结构的自抗扰控制器实现了声纳基阵姿态稳定系统的控制.仿真结果说明,稳定系统的动、静态性能满足指标要求;与经典的PID控制效果相比,控制性能得到了全面改善.     

多基阵二维目标的联合测时差定位技术研究

通过对多声纳基阵二维目标联合测时差定位算法及精度分析,给出系统具体的定位公式和误差计算公式,对不同基阵布阵形式下的目标GDOP分布情况和基线等对GDOP的影响进行了仿真分析.结果表明,定位误差与目标和基阵的位置、测时差误差等有关,基阵布阵形式不同,误差分布也不同.     

一种多阵联合的拖线阵左右舷分辨方法

左右舷模糊一直是困扰拖曳线列阵声呐使用的关键技术,其制约了拖线阵声呐的使用效能。现有声呐系统装备的首端阵和舷侧阵均具有左右舷分辨能力,其与拖线阵声呐的信息互补性为拖线阵左右舷分辨提供了可能。文中提出一种多阵联合的拖线阵左右舷分辨方法,即利用舷侧阵和拖线阵公共频段的联合波束形成技术实现拖线阵的左右舷分辨,通过仿真分析验证了所提方法的有效性。结果表明,所提方法能够实现拖线阵左右舷分辨,平均分辨正确率不低于90%。     

MIMO声呐目标检测性能分析

重点研究MIMO声呐的目标检测性能,为MIMO声呐布阵方式和工作模式等的选择提供理论依据。通过理论分析给出了MIMO声呐接收机工作特性(ROC)曲线的表达式,分别包括并列式和分布式MIMO声呐,同时给出了相控阵、SIMO和MISO等形式声呐的ROC表达式。通过示例比较了相同情况下并列式MIMO声呐、分布式MIMO声呐、相控阵声呐和常规多基地声呐的ROC曲线。结果表明,相同条件下相控阵声呐波束指向方向上的目标检测概率高于并列式MIMO声呐,做脉冲积累的并列式MIMO声呐可以得到与相控阵声呐相同的检测性能,低信噪比时并列式MIMO声呐和相控阵声呐的目标检测概率高于分布式MIMO声呐,高信噪比时分布式MIMO声呐可以得到较高的检测概率,采用多个发射阵元的分布式MIMO声呐性能优于使用一个发射阵元的常规多基地声呐。     

等效阵长对声压线阵声呐空间增益的影响分析

为了研究声压线阵声呐空间增益的影响因素,就同等阵元个数情况下线阵声呐等效阵长与波束形成结果的关系进行仿真分析.首先,建立了直线阵、圆阵、半圆阵和太极阵的声压线阵声呐模型,定义了线阵声呐等效阵长的数学表达式,对线阵声呐等效阵长的进行了对比分析.其次,引入"–3dB波束宽度"概念,通过蒙特卡罗试验,得出了线阵声呐等效阵长与"–3dB波束宽度"之间的反比关系.最后,对多目标情况下的波束形成仿真结果进行对比分析,验证了等效阵长对线阵声呐空间增益的影响关系.     

国外拖曳线列阵声纳技术现状与发展趋势

重点阐述了拖曳线列阵声纳的技术特点,介绍了西方主要国家海军拖曳线列阵声纳的技术现状,总结了其技术发展趋势。     

水下爆炸声源对抗低频声呐干扰效果研究

在分析水下爆炸声源声学特性的基础上,研究了水下爆炸噪声对低频被动声呐的对抗机理,以圆柱形基阵为例,对不同水声干扰弹装药量、干扰弹到潜艇距离以及海况等级条件下对声呐主瓣、旁瓣的压制干扰效果进行仿真分析。结果表明,与传统噪声干扰器相比,水下爆炸声源对声呐的干扰效果更为明显,能显著降低声呐的探测距离,可为己方舰艇的机动规避和后续对抗创造有利条件。     

美国潜艇拖曳阵声呐技术特点及发展趋势

根据现有公开技术资料,对美国潜艇拖曳阵声呐的发展情况、技术特点进行阐述,并预测了拖曳阵声呐的发展趋势。     

声纳电子平台稳定及束控技术探仿

介绍了声纳电子平台稳定及束控技术的一般实现方法,并针对声纳系统较常使用的声基阵——圆柱阵,分析了一种基于母线错层布阵的改进型电子平台稳定及束控方法。同时针对圆柱阵的不同成阵方式,对电子平台稳定及束控的效果进行模拟仿真。     

基于矢量阵的鲁棒自适应舰船噪声检测算法研究

稳健Capon波束形成算法直接将自适应对角元加载因子的计算与导向矢量的误差联系起来,易于实际操作,避免了其他算法计算加载量时的随意性。文章针对长线阵声纳检测近距离快速移动目标时观测数据不充分的问题,提出了一种基于矢量阵的改进稳健Capon波束形成算法。算法对数据矩阵进行奇异值分解,避免了求取不满秩的协方差矩阵,且减少了运算量及存储量。该算法对导向向量失配不敏感,且能有效地对快速移动的目标进行方位估计。最后通过仿真结果和海试试验数据处理验证了算法的有效性。     

水下三维声纳目标在线运动监测与识别

随着声学探测在海洋资源开发中的广泛应用,水声成像技术已成为水下目标监测的重要手段,文章提出了一种基于三维声纳技术的在线运动目标识别方法。通过对三维声学图像进行网格搜索和三角面片连接,进行单帧三维声学图像的多层实时重建,实现单帧图像内目标的重建、聚类与标示。结合GPS定位仪和姿态仪信息,修正位移和姿态变化引起的运动误差,利用反向投影和最近点搜索方法查找相邻图像帧之间两两匹配的控制点对,进行相邻图像帧的快速配准。根据配准矩阵将相邻图像帧的的各个目标转换到同一全局坐标系中,提取有效的声学目标特征变化相对值,并评估特征权重,实现相邻图像帧之间运动目标的在线检测与识别。通过室内水池和湖试实验,结果表明该方法能有效地实现三维声学图像在线运动目标实时识别。