分离式尾舵潜艇卡单舵操纵控制技术研究

提出针对分离式尾舵单舵卡舵状态下的仅应用操纵面对潜艇进行挽回的LQG/LTR操纵控制技术,设计相应的分离式尾舵单舵卡舵状态下潜艇的数值仿真模块。数值仿真结果验证该设计方法的有效性。     

潜艇操纵面卡位时的操纵

分析了潜艇引起舵卡的原因,产生的后果,阐明了方向舵,升降舵分别卡位时的正确的操纵方法,以及如何预防舵卡故障的发生。     

基于模糊评判的潜艇舵卡应急操纵研究分析

为了提高潜艇舵卡应急操纵的有效性和针对性,利用模糊多属性决策方法,将模糊评判应用于潜艇舵卡危险状态分析中,建立了舵卡危险程度判断的模糊评判系统。根据该系统的操艇建议进行舵卡挽回操纵。详细介绍了建立模糊评判系统的过程,并对评判结果作了细致处理。仿真结果表明,该系统具有良好的实用性。该技术为潜艇抗沉研究提供了一种新的方法。     

潜艇操纵面卡位时的操纵

分析了潜艇引起舵卡的原因、产生的后果,阐明了方向舵、升降舵分别卡位时的正确的操纵方法,以及如何预防舵卡故障的发生.     

潜艇方向舵对艉升降舵舵卡的挽回操纵仿真分析

为分析潜艇方向舵对艉升降舵卡下潜大舵角的影响,建立潜艇水下空间运动及舵卡均衡模型,仿真分析表明,潜艇艉舵卡下潜舵大舵角后,立即减速并使用"方向舵满舵+艏上浮舵满舵"的抗沉措施在中低航速时是一种有效的挽回艉舵卡下潜满舵的手段。     

带副舵的潜艇尾舵受力分析

对一种带副舵的潜艇尾升降舵建立受力模型，综合分析水动力随主舵和副舵转舵角的变化规律，证明带副舵的潜艇尾升降舵能够比普通舵型提供更灵活和实用的操纵手段。     

X型尾舵潜艇操控与运动关系研究

在分析潜艇X型舵水动力特性的基础上,建立X型舵与十字型舵操纵力的等效关系,用于指导潜艇X型舵的初步设计;分析X型潜艇的操控与潜艇运动的关系,用于潜艇X型舵的自动控制装置设计,部分解决了X型舵自动控制装置相关理论问题。     

潜艇操纵控制技术的现状及发展

介绍了潜艇操纵控制系统的发展和应用现状,展望了其发展趋势。     

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.     

潜艇艉升降舵卡舵事故的抗沉技术

本文论述了潜艇在水下发生升降舵卡下潜舵事故对艇造成的危害和对抗事故的挽回措施，探讨了提高潜艇对艉升降舵卡下潜舵事故挽回能力的措施及其效果。这些措施对提高现代潜艇的生存能力有重要作用。     

H型尾操纵面模型在潜艇超越运动中的性能分析

为改进十字型尾操纵面Suboff-1模型在超越运动中的横摇现象,通过重叠网格方法与体积力模型对十字型和H型2种不同形式尾操纵面模型进行超越运动数值模拟。通过对运动中不同尾操纵面模型达到预定首摇角时间、超越运动完成时间、最大横摇角进行监测分析,获得改进后的H型尾操纵面在应舵性能、跟从性能、减摇性能上较十字型尾操纵面的优势,并对5组翼面简单的H型尾操纵面模型进行超越运动数值模拟,获得翼面宽度最优解。结果表明H型尾操纵面较十字型尾操纵面在应舵性能上有少量损失但减摇性能大幅增加,最优翼面宽度为艇体平行中体直径的50%。改变尾操纵面形式仅改变尾部涡场部分,对潜艇的隐蔽性能影响较小。     

尾舵独立控制的潜艇垂直面运动仿真

提出一种由尾舵独立控制潜艇深度和纵倾的模糊控制方法,阐述单尾舵在低噪声控制中的优势。针对单尾舵控制特点,设计了模糊控制器。仿真结果表明,该算法具有很好的控制精度,能大大降低潜艇的打舵噪声和辐射噪声。     

尔曼滤波在潜艇垂直面运动控制器设计中的应用

潜艇低噪声操纵存在无效用舵现象.简要介绍了滤波信号的表示形式,在潜艇垂直面线性运动方程的基础上,得出了滤波信号的系统模型,并对其进行了离散化处理;将均方差最小线性递推滤波算法引入到输入信号的控制过程中,通过仿真证明对输入信号进行卡尔曼滤波能够提高输入信号的品质,用于工程应用.     

卡尔曼滤波在潜艇垂直面运动控制器设计中的应用

潜艇低噪声操纵存在无效用舵现象。简要介绍了滤波信号的表示形式,在潜艇垂直面线性运动方程的基础上,得出了滤波信号的系统模型,并对其进行了离散化处理;将均方差最小线性递推滤波算法引入到输入信号的控制过程中,通过仿真证明对输入信号进行卡尔曼滤波能够提高输入信号的品质,用于工程应用。     

高速旋回潜体对差动舵角运动响应研究

分离式舵不同操舵方式可产生差动舵角,目前,针对差动舵角对高速机动潜体的旋回运动特性研究尚未完全展开。为此,本文以分离式舵6DOF运动方程为基础,研究差动舵角对高速旋回潜体运动姿态、特别是横倾的控制能力,比较不同差动舵角对潜体定深、变深运动姿态的影响。研究结果表明,差动舵角对于潜体高速旋回时的运动姿态、特别是横倾有较强的控制、抑制能力。     

近壁面水动力干扰下的AUV运动控制研究

按自治式水下机器人(AUV)需要接近水下工作站并实现坐落的要求,依据平壁面对AUV水动力干扰的力学机理,建立了AUV在平壁面附近运动时的数学模型,并设计了五个自由度运动PID控制器.在海流影响下,通过系统仿真,实现了AUV的五自由度运动控制和准确坐落,仿真结果验证了控制策略的可行性.     

潜艇内部平面舱壁设计研究

对国内潜艇内部平面舱壁的设计现状进行了分析研究,补充与完善了水平大梁与垂直梁肘板处的弯矩与剪力的公式.采用优化设计方法完成了对舱壁板、水平大梁、水平大梁肘板、垂直梁、垂直梁肘板的全部设计计算,使内部舱壁的设计更合理、更科学.对舱壁板厚度的设置提出了控制条件,分析了舱壁板厚度、水平大梁腹板厚度、垂直梁腹板厚度、垂直梁间距对舱壁总重的影响.     

潜艇大深度艉轴密封装置摩擦副机械变形研究

艉轴密封装置潜艇通海系统中重要密封设备之一，工作中艉轴密封装置的摩擦副，由于受到不平衡力和不平衡力矩的作用而产生机械变形，即压力锥旋。压力锥旋的存在，严重影响装置运行时的密封性能。理论分析表明，通过优化装置的结构设计，可以有效控制压力锥旋的大小，保证装置运行时，特别在高转速、大深度运行时的密封性能。     

带附体潜艇尾流场的数值模拟与验证

  目的  为了更好地开展潜艇的概念设计、优化水动力布局及改善螺旋桨进流质量,  方法  基于STAR-CCM+仿真软件,针对主艇体、附体（指挥室围壳、尾操纵面）的不同位置处的壁面压力和摩擦力以及尾部桨盘面处的伴流场,对SUBOFF AFF-8潜艇模型水动力特性进行数值模拟,将无量纲化处理后的计算结果（压力系数、摩擦力系数）与实验数据进行对比。结合SST k-ω湍流模型,对比RANS,URANS和DES方法求解的结果,并利用艇体附近涡量图和尾部速度等值线分析计算结果产生差异的原因。  结果  结果表明,采用RANS方法可以同时较好地解决艇体水动力和尾流场的问题,且性价比较高;采用DES方法分析流场网格尺度控制很重要。  结论  采用RANS方法并结合SST k-ω湍流模型可较好地指导潜艇的概念设计、水动力布局优化,为改善螺旋桨进流质量、降低辐射噪声等提供一种手段。