一种基于BP神经网络的潜艇自动舵探讨

针对潜艇自动舵的控制特点和要求,利用BP神经网络的学习和逼近功能,设计了潜艇自动舵的多输入、多输出自动舵控制模型,并对其训练后加入到潜艇运动模型中进行了仿真测试。仿真结果表明,该控制器具有理想的控制效果。     

分离式舵对潜艇横倾控制仿真分析

阐明分离式舵及差动舵角的定义,并以某型潜艇为例,分析了分离式舵对潜艇横倾的控制能力。并在此基础上编制了基于分离式舵的潜艇自动舵仿真模拟软件,通过仿真模拟对分离式舵与普通十字舵在潜艇高速回转时对横倾的控制能力进行了比较。     

基于模糊控制与遗传算法的潜艇自动舵设计与实现

在潜艇六自由度模型的基础上,根据一阶二阶波浪力对于航行在近水面潜艇深度的影响,采用模糊控制技术和遗传算法设计了基于二级模糊控制的遗传算法调整控制参数的潜艇自动舵控制系统.通过在近水面和水下两种状态对控制器性能仿真与结果分析,说明该自动舵具有很好的控制效果,响应较快,静差较小,具有较强抗干扰能力,对于近水面的深度控制有稳定的控制作用.     

X形舵和十字形舵操纵力等效关系的研究

分析现代潜艇上应用X形舵的意义和必须解决的问题,在ITTC坐标系中比较X形舵和十字形舵的水动力特性,从而建立了相等舵叶面积条件下两种舵结构操纵力的等效关系。它用于指导潜艇X形舵的初步设计;将其应用于X形舵的操纵控制系统,可实现手动操纵工况下对X形舵的操纵控制,从而解决X形舵在潜艇上应用的实际问题。     

低噪声工况下潜艇自动舵控制策略研究

为了降低操舵系统的辐射噪声,利用遗传算法及粒子群法,以降低舵机噪声及提高控制精度为目标,开展自动舵控制策略的优化研究,并利用潜艇运动实时仿真系统和舵机液压系统组成的半实物联合仿真系统,开展相关半实物仿真试验.试验结果表明,该低噪声自动舵控制策略能有效规划舵板的打舵速度及舵角,既能满足潜艇的操纵性需要,又能降低操舵辐射噪声.     

X舵潜艇等效舵角转换装置设计与仿真分析

针对X舵潜艇人工操舵不直观这一现象,提出了等效舵角转换设计思想,给出了X舵一十字舵等效舵角转换数学模型,并对X舵潜艇等效舵角转换装置进行了设计研究.在等效舵角转换数学模型基础上编制了X舵潜艇集中控制操舵系统软件并进行了仿真分析.     

潜艇围壳舵和首舵水动力性能比较

安装在潜艇上的首部水平舵位置对于潜艇在垂直方向的稳定性以及操纵性具有重大意义。本文首先通过Fluent 14.0计算Suboff模型的阻力以及DTMB舵型的升、阻力,仿真结果与实验结果吻合较好。然后计算带围壳舵Suboff潜艇和带首舵Suboff潜艇的阻力、升力特性,并比较了潜艇带首舵和围壳舵的升阻力特性差异,以及对艇体表面压力分布和尾部流场的影响。计算结果显示,相同舵角下,围壳舵和首舵阻力相差不大,围壳舵升力比首舵升力大。相同舵角下,潜艇总阻力相差不大,带首舵潜艇总升力、总力矩比带围壳舵潜艇总升力、总力矩大。围壳舵舵角的变化对艇体表面的压力变化影响相对首舵来说较小。围壳舵和首舵在较大舵角下,都会对尾水平舵产生显著影响。     

舵型对潜艇操纵特性影响的仿真分析

本文介绍了X舵与十字舵的布局方式,并针对某型潜艇,在其尾操纵面分别为X形和十字形的情况下,编制了潜艇六自由度运动仿真程序,通过仿真分析,对X舵与十字舵在水平面和垂直面的操纵特性进行了综合比较,通过比较可以看出,无论是在垂直面还是水平面,X舵的舵效均高于十字舵,而且X舵能够有效控制潜艇水下高速回转时的横倾.从而得出结论:X舵的操纵性能均优于十字舵.     

基于模糊控制原理的船舶自动舵设计

在现代船舶控制系统中,自动舵的运用给船舶的运输安全提供了重要的保证,但是由于自动舵系统具有非常复杂的时变和不确定性特征,传统的自动控制技术已经很难满足其要求,因此必须采用智能化的控制算法来实现自动舵系统的高效运行。本文通过建立精确的自动舵控制数学模型,结合模糊控制原理和滤波算法,实现了自动舵性能的提高。文中简要概述模糊控制的原理,给出了若干的仿真控制曲线,文末给出了自动舵的稳定性控制仿真曲线。     

潜艇围壳舵和首舵水动力性能比较

安装在潜艇上的首部水平舵位置对于潜艇在垂直方向的稳定性以及操纵性具有重大意义.本文首先通过Fluent 14.0计算Suboff模型的阻力以及DTMB舵型的升、阻力,仿真结果与实验结果吻合较好.然后计算带围壳舵Suboff潜艇和带首舵Suboff潜艇的阻力、升力特性,并比较了潜艇带首舵和围壳舵的升阻力特性差异,以及对艇体表面压力分布和尾部流场的影响.计算结果显示,相同舵角下,围壳舵和首舵阻力相差不大,围壳舵升力比首舵升力大.相同舵角下,潜艇总阻力相差不大,带首舵潜艇总升力、总力矩比带围壳舵潜艇总升力、总力矩大.围壳舵舵角的变化对艇体表面的压力变化影响相对首舵来说较小.围壳舵和首舵在较大舵角下,都会对尾水平舵产生显著影响.     

潜艇作战系统战位复用技术初探

潜艇作战系统战位复用设计是潜艇作战系统在操控一体化方面的重要体现。战位复用技术有以下一些优点：减少艇员配置;提高潜艇作战系统可靠性;动态扩展作战系统功能;有利于整个潜艇作战系统的维护。描述潜艇作战系统战位复用的内涵,分析潜艇作战系统采用战位复用的必要性。根据潜艇作战系统的典型战位设置,提出未来新型潜艇作战系统战位设置的设想及实现思路。最后分析潜艇作战系统战位复用技术带来的效益。     

十字舵与X舵潜艇的水动力性能数值比较

现代潜艇尾操纵面建筑形式主要选择十字舵与X舵,这2种形式的舵各有其优缺点.在以往关于这2种舵形潜艇操纵性水动力的研究中,有研究者通过编制潜艇六自由度运动仿真程序,对十字舵与X舵在水平面和垂直面的水动力性能进行了综合比较,得出X舵的水动力性能优于十字舵.本文以十字舵和X舵Suboff为研究对象,通过CFD数值方法模拟了潜艇直航运动和垂直面变攻角运动这2种具有典型代表意义的运动情况,分别计算了2种舵形潜艇的操纵性水动力,通过分析计算结果,定量地比较了在舵面积相等的情况下十字舵与X舵潜艇的水动力性能,得出与编程仿真相同的结论:X舵的水动力性能优于十字舵.     

X舵与十字舵潜艇稳定性对比分析

诸多潜艇强国对X舵潜艇的应用,说明了其背后巨大的实际应用价值。X舵操纵能力较十字舵更优是公认的,但X舵潜艇在实际研究过程中航向稳定性性能是一直被忽略的问题。为了解X舵潜艇相比于十字舵潜艇的航向稳定性如何,首先利用CFD方法研究SUBOFF标模来验证数值模拟的可行性,然后对某十字舵与X舵潜艇在不同工况下进行数值仿真,计算出与潜艇航向稳定性相关的水动力导数,最后比较研究2种操纵面稳定性差异。对比分析结果表明,原十字舵潜艇方向稳定性指数为0.021 46,新设计的X舵潜艇方向稳定性指数为0.249 03。说明设计的X舵潜艇满足稳定性要求,并有足够的裕度为改进潜艇其他性能提供设计空间。     

潜艇装备适应机动目标跟踪和攻击要求的探讨

在现代作战条件下,潜艇所要跟踪和攻击的目标多数情况下应认为是机动目标,然而,许多潜艇装备主要都是针对等速直航目标的。这种装备与实际应用背景之间的不匹配必然会严重影响潜艇作战的能力和效果。按照机动目标为常态目标状态的理念,对潜艇装备满足机动目标跟踪和攻击提出的要求及若干相关问题进行了研究。并就潜艇作战的主要设备—目标探测传感器、指控系统和武器如何分担机动目标跟踪和攻击的职责进行了梳理,对它们需要强化的机动目标跟踪和攻击功能,以及如何强化进行了探讨。     

基于潜艇作战系统软件模块的仿真平台构建研究

潜艇作战系统中,系统软件提供了外围设备控制和算题解算等功能,是作战系统的核心部分.理解其系统软件的体系结构和工作方式,对于系统仿真是十分重要的.从分析潜艇作战系统软件结构出发,研究了在此基础上对作战系统仿真的关键技术,围绕系统软件构建了虚拟外围硬件设备并将各个设备使用局域网连接,组成了潜艇作战系统仿真平台,能够提供系统研究、部队训练、软件调试、故障模拟等功能,将此平台用于了工程实践.     

潜艇悬停技术研究

阐述了潜艇悬停的基本定义和特点，介绍了悬停系统对潜艇的重要意义，认为此项技术能有效提高潜艇在未来海战中的作战能力。总结了悬停控制的五项关键技术，重点解决潜艇悬停状态控制系统数学模型的建立和悬停控制策略的合理制定，关注关键设备的研制并进行半实物仿真试验。结合型号产品的具体情况，提出了两套实现潜艇悬停的系统控制方案。整个悬停控制可以采取泵排泵注和泵排自注两种控制方式，并比较了两者之间的优、缺点。最后讨论了影响潜艇悬停的相关因素，指出了悬停控制过程中应注意的细节。     

船舶自动舵陆上仿真系统的研制

介绍一种新颖的自动舵陆上仿真系统的设计方案、功能、特点及软件的设计特点,该系统采用数字模拟与物理模拟相结合的方法,解决了自动舵的陆上闭环工作及航向、舵角、航迹的动态仿真难题。     

基于构件的潜艇作战系统软件体系结构

针对目前潜艇作战系统软件的现状，分析了潜艇作战系统软件的功能需求，提出了基于构件的潜艇作战系统的软件体系结构模型。在此基础上，建立了潜艇作战系统软件的开发模型，对潜艇作战系统通用功能构件进行了划分，并提出了潜艇作战系统软件体系结构的实现途径。