潜艇水下回转运动数学模型研究与仿真分析

通过对比分析不同的潜艇运动方程,得到适用于潜艇水下回转运动仿真的数学模型,采用分段计算方法对潜艇水下回转运动横向水动力进行建模仿真。分析了潜艇水下定常回转运动仿真参数的变化规律,结果与实艇操纵具有较好的一致性,从而证明了本文所用潜艇数学模型和建模仿真方法正确有效。同时,本文也为下一步研究潜艇水下回转运动非线性特征打下基础。     

基于UKF的潜艇机动目标跟踪

针对潜艇攻击机动目标难的问题,构造了潜艇针对机动目标的跟踪系统,建立了目标运动方程和观测方程,并将UKF算法运用于潜艇对机动目标的跟踪。仿真结果表明,此方法有效、可靠,较好地达到了跟踪机动目标的目的。     

潜艇空间强机动操纵安全性仿真计算与分析

随着潜艇技术的发展,研究潜艇空间强机动的运动特性、操纵控制方法和战术运用,已成为提高潜艇作战能力和生存能力亟待解决的课题.依据潜艇操纵性理论,采用潜艇空间六自由度运动方程为仿真数学模型,对某型潜艇进行空间强机动时的操纵安全性进行了仿真分析,研究了潜艇强机动的操纵控制措施和方法.     

潜艇机动规避主动定向声纳浮标方法研究

为了使潜艇成功规避主动定向声纳浮标阵,免遭反潜武器攻击,根据主动定向声纳浮标对潜跟踪的定位方法,构建了潜艇机动规避主动声纳浮标阵的数学模型并进行仿真计算,最后通过仿真结果具体分析了潜艇机动规避主动定向声纳浮标阵的一般行动原则。     

液化天然气船汽轮机推进系统建模与仿真

建立合理准确的液化天然气(LNG)船汽轮机推进系统数学模型与实时仿真,是研制LNG特种船轮机仿真系统的核心和关键.采用模块化建模方法和集中参数处理技术,以上海沪东中华造船厂建造的LNG船汽轮机推进系统为仿真对象,建立了LNG船汽轮机推进系统的实时仿真模块化数学模型;并进行了实时仿真试验.仿真结果与设计数据和部分试航数据进行了比较,结果表明模型具有较好的稳态精度和动态响应特性与实时性,适合于LNG特种船推进系统的实时仿真要求.目前此模型已成功应用于LNG特种船轮机仿真系统.     

潜艇主压载水舱高压气吹除系统数学模型

通过对潜艇主压载水舱高压气吹除系统物理模型进行合理简化,建立了主压载水舱高压气吹除过程的数学模型,并进行了仿真计算。仿真计算结果与实艇操纵情况基本吻合,说明本文所建立的数学模型是可行的。它为研究潜艇主压载水舱应急吹除时的运动规律和操纵控制方法提供了条件。     

潜艇蓄电池建模策略分析

潜艇蓄电池是潜艇主动力系统的重要组成部分,要对潜艇主动力系统进行仿真研究,必须建立精确的蓄电池外特性模型.但蓄电池的外特性受到多个因素影响,建模十分困难.另外潜艇蓄电池的试验样本少,限制了常规建模方法的使用.本文对潜艇蓄电池的建模策略进行了详细分析,并提出利用神经网络扩展试验样本,提高了潜艇蓄电池模型的精度.     

基于SR-UKF的潜艇水动力系数辨识方法

[目的]针对潜艇运动模型中水动力系数难以准确获取的问题,采用平方根无迹卡尔曼滤波(SR-UKF)算法进行系统辨识。[方法]首先,以潜艇垂直面运动非线性数学模型为基础,结合SR-UKF算法,建立潜艇垂直面水动力系数辨识模型;然后,利用自动操舵控制潜艇在垂直面进行类正弦机动,将运动仿真生成的数据作为SR-UKF参数辨识的输入,并加入测量误差的影响;最后,通过数值仿真计算对潜艇垂直面机动的6个黏性无因次水动力系数进行辨识。[结果]仿真结果表明,全部待识别水动力系数在3 000 s内均收敛至固定值,通过合适的初值选取,辨识结果与水动力试验所测定标准值的最大误差仅1.5%。[结论]SR-UKF能有效应用于潜艇水动力系数辨识,并可进一步拓展用于实艇的水动力系数辨识。     

潜艇均衡系统仿真研究初探

本文论述了我国潜艇均衡系统进行仿真技术研究的必要性,以现阶段潜艇均衡系统的设置方式为例,建立了相应的均衡系统仿真数学模型,确立了均衡系统仿真软件组成和技术接口,最终确立了均衡系统仿真软件程序框图.     

潜艇均衡系统领导具研究初探

本文论述了我国潜艇均衡系统进行仿真技术研究的必要性，以现阶段潜艇均衡系统的设置方式为例，建立了相应的均衡系统仿真数学模型，确立了均衡系统仿真软件组成和技术接口，最终确立了均衡系统仿真软件程序框图。     

基于Modelica的船舶电力推进系统仿真研究

船舶电力推进系统的仿真建模技术研究多集中于数学模型，对设备模型实际物理结构的关注不多。针对这一现状，本文基于Modelica建立了船舶电力推进系统推进装置部分的仿真模型，直接面向物理结构提出了一种基于dq坐标等效电路的Modelica六相永磁同步电机模型。基于所建立的推进装置模型，进行了系统及仿真验证，结果表明所建立模型较好地模拟了电力推进系统的运行状态，适合于系统工程中系统级的仿真验证。所建立模型在实际工程中更加易于在不同领域的设计人员中流通使用。     

潜艇规避反潜水面舰艇搜索的仿真分析

本文对潜艇规避多艘反潜水面舰艇平行搜索的战术机动进行了计算机仿真，并根据仿真结果对潜艇为判断敌我态势而实施的占位机动进行了分析，提出了潜艇规避搜索的相应方法。     

潜艇交叉机动发现敌潜艇概率因素分析

介绍了潜艇实施交叉机动反潜封锁的方法,通过采用蒙特卡罗方法对反潜潜艇交叉机动发现敌潜艇概率的因素进行仿真分析,得到了"实施交叉机动反潜封锁发现潜艇的概率受反潜潜艇速度、声呐探测距离、机动纵深影响明显并存在突变点"这一结论,以此为基础分析了交叉机动与垂直敌航向往返直线机动反潜封锁方法在不同使用情况下的优劣。     

潜艇水下旋回操纵运动特性仿真研究

潜艇水下旋回运动既是潜艇一种重要的战术机动形式,也是潜艇定深直航、变深潜浮和转向机动3种最基本、最重要的运动方式之一。在对潜艇水下旋回运动特别是水下旋回对潜艇垂直面运动和横滚面运动影响进行理论分析的基础上,结合潜艇水下旋回操纵运动数学模型,编制潜艇水下旋回操纵仿真程序,分别对不同航速条件下潜艇水下旋回操纵运动进行仿真。通过理论分析和仿真研究,得出潜艇水下旋回时航速、横倾角的变化规律和艇重尾重的操纵特性,并针对潜艇水下旋回的特点提出了相应的操纵建议。     

潜艇潜浮系统仿真研究初探

论述了潜艇潜浮系统进行仿真研究的必要性,根据潜艇潜浮系统的设置方式和工况,建立了相应的潜浮系统仿真数学模型,确立了潜浮系统仿真软件的组成和技术接口,最终确立了潜浮系统仿真软件的程序框图。     

潜艇电力推进系统负载特性的计算方法

该文在分析潜艇电力推进系统推进电机数学模型和各类工况下螺旋桨负载特性计算方法的基础上,提出了一种对电力推进系统负载特性分段线性化的处理方法,将线性化处理后的各段负载特性与推进电机的数学模型联立,即能获得潜艇电力推进系统各类过渡过程动态特性的计算方法。经某型潜艇设计中的应用结果表明,该方法具有较高的计算精度,且实用可行。     

舰艇编队曲折机动搜潜效率研究

针对舰艇编队曲折机动搜潜样式,分析了等效直航法计算搜索效率的原理,根据直航搜索时潜艇“遭遇区”概念,分析作战态势,建立了曲折搜索时的潜艇“遭遇区”,提出了基于敌潜艇相对航路的搜索效率模型.通过仿真分析可知,该模型较好的反映了曲折机动角变化对搜索效率的影响,具有一定的理论参考价值.     

潜艇垂直面舵桨联合操控仿真

为改善潜艇低速运动时的操控性能,潜艇上配置了辅助垂直推进器。分析低速运动时潜艇在发射潜射导弹过程中受到的发射反力,利用Simulink软件建立潜艇水下运动模型,进行潜艇低速运动时的操纵控制仿真研究。仿真结果与公开文献中发表的数据吻合,验证了方法的有效性。在此基础上加入辅助垂直推进器,潜艇垂直面舵桨联合操控仿真研究表明,表面潜艇垂直面的机动能力得到了较大改善。     

基于Modelica语言的某气垫船机桨匹配建模及仿真

为满足某型气垫船推进系统的性能指标，开展基于国产化软件平台的机桨匹配算法研究。以某型气垫船的推进系统为对象，建立数学模型，并以基于Modelica语言的国产仿真平台MWorks为基础对该系统进行建模仿真。通过研究变螺距角、变转速时气垫船推进系统的性能，对机桨匹配算法进行优化。仿真结果表明，优化算法可满足螺距角变距时间要求、螺距角稳态误差要求以及燃机机动性能曲线要求，所提出的机桨匹配控制算法满足性能要求，研究结果可为类似气垫船推进系统设计提供借鉴。     

潜艇动力系统能量使用及建模方法研究

为发挥好动力系统为战术服务的目的,根据潜艇动力系统的特性,对潜艇能量使用情况进行分析,按照能量使用的过程和工况特性对潜艇动力系统建模方法进行研究,指出了不同建模方法的优劣性,为建立准确的数学模型提供依据。