声光联合引导UUV回收系统光学子系统研究

当今水下无人航行器（UUV）在军事与民用领域都有着广泛的应用前景,布放与回收技术是影响UUV实际应用的一项关键技术。目前主要回收引导方式有声学导引、光学导引、电磁导引这3种,而各自都存在明显的优缺点。本文针对声光联合导引机械臂回收系统光学子系统进行研究,设计一组可在水下200 m、0.05～10 m范围工作的机器视觉镜头及其配合使用的靶标,并完成了系统的仿真。该系统可在环境要求下准确地提取出靶标特征点。     

舰船光学助降引导系统设计与开发

舰船如航空母舰的战斗力主要取决于能否实现舰载机的作战,由于舰船受到海上气象与水文条件的影响,其始终处于相对运动状态,这就给舰载机的起飞与降落提出了苛刻的要求,舰载机的安全降落也是表征战斗力形成的重要指标。为了保障舰载机的安全降落,目前应用最广的引导方法是光学助降系统。本文首先介绍了光学助降引导系统的基本原理,然后基于运动补偿系统和软件平台,对光学助降系统的精度进行了仿真试验。     

基于LED的水下目标高速摄像照明系统设计

分析水下光学的性质和水下照明的特点,提出基于LED的水下目标高速摄像照明系统方案。对某典型水下高速摄像照明系统进行了详细设计。对不同照射距离及光源角度配置的LED阵列进行了光学计算及仿真讨论了仿真结果。进行了水下高速摄像照明系统试验并给出了试验结果。     

视觉条件对舰载机着舰终端误差影响研究

针对光学助降系统易受到不良气象条件(如低能见度)影响的缺点,研究了不同视觉条件对舰载机着舰终端误差的影响。在光学着舰引导系统模型建立的基础上,对分别采用光波束惯性稳定和角稳定方案时的着舰终端误差进行了仿真对比分析。结果表明,采用惯性稳定方案时着舰终端误差较大,采用角稳定方案时着舰终端误差受视觉条件的影响较大。     

面向回收任务的无人艇自适应级联跟踪控制

[目的]针对当前艉滑道式回收技术中的高精度回收引导控制要求,提出一种面向艉滑道回收的无人艇（USV）自适应级联跟踪控制方法。[方法]建立欠驱动无人艇运动模型,基于艉滑道式回收技术要求,利用滤波算法实现对母船航行状态和回收位姿的预测;引入平行接近制导思想,结合滑模变结构控制理论,构建出稳定的级联控制系统,以解决无人艇回收过程中的跟踪控制问题。[结果]通过采用李雅普诺夫理论和级联定理分析系统的稳定性,证明无人艇能够稳定跟踪目标。[结论]仿真结果表明,所提控制方法可使无人艇具有稳定的跟踪性能,且对不确定性干扰表现出较强的鲁棒性。     

船用捷联惯导系统标定技术方案设计

以船用各种高精度光学捷联惯导系统为主要研究对象,开展高精度标定技术研究,完成船用高精度光学捷联惯导系统码头标定实验室样机建设,实现不同类型光学捷联惯导系统的自动化标定,并通过综合仿真验证系统、跑车验证系统来确认标定结果的有效性,确保惯导系统在实际使用环境下的精度.     

基于尾滑道的无人艇自主引导回收系统开发与验证

本文以某型7.6 m柴油动力小艇为研究对象,开展基于尾滑道的无人艇自主引导回收系统的设计与开发。该系统主要由无人艇端自动控制模块和母船端监控引导模块两大部分组成。在完成各功能模块研制的基础上,开展了无人艇上下位机通信、数据采集与传输、远程手动遥控、无人艇回转特性与速度特性以及无人艇自主引导回收模拟试验等相关测试。测试结果表明,系统具有较好的响应性、稳定性及无人艇操控性能,能较好地满足无人艇自主返航及引导回收的要求。本文研究为实现无人艇自主引导回收提供重要的基础保障。     

基于EXTEND的船舶柴油机再制造生产物流系统仿真研究

分析柴油机再制造生产物流系统,对废旧柴油机回收、拆卸、清洗、检测等过程进行分析,建立柴油机再制造生产物流系统仿真模型,运用EXTEND软件对系统进行仿真,分析仿真结果,解决再制造生产物流系统的"瓶颈"问题,提出解决办法,为决策者提供依据.     

自主式水下航行器水下回收融合引导技术方案及算法

[目的]为解决母艇携载的自主式水下航行器(AUV)在水下自主回收和对接的问题,基于惯导(INS)、声学超短基线定位(USBL)、光学等信号引导的多源数据融合,提出一种面向移动平台的AUV水下回收对接引导方法.[方法]为此,设计融合多传感器信息的扩展联邦卡尔曼滤波器,采用分散滤波并再经信息融合方法以提高滤波精度.分别以I...     

基于事件的舰载机出动回收作业流程建模方法

为构建基于舰载机出动回收作业流程剖面分析规范化的合理逻辑模型,采用IDEF0设计框架及Petri网工具对其进行离散事件建模,搭建工程经验与仿真模型间的桥梁。根据工程经验,依照面向过程的IDEF0设计框架,理清舰载机出动回收作业流程中各组件系统间的信息交互和互操作关系,完成活动模型,以明确该流程中的事件触发规则和顺序,并根据活动对应变迁、信息流对应库所的原则,构建舰载机出动回收作业流程Petri网模型,形成工程研制者及仿真研发者均能接受的舰载机出动回收作业流程逻辑仿真模型,该Petri网模型也可直接应用于舰载机出动回收作业流程离散事件系统的功能仿真。     

Simulating an underwater vehicle self-correcting guidance system with Simulink

Underwater vehicles have already adopted self-correcting directional guidance algorithms based on multi-beam self-guidance systems, not waiting for research to determine the most effective algorithms. The main challenges facing research on these guidance systems have been effective modeling of the guidance algorithm and a means to analyze the simulation results. A simulation structure based on Simulink that dealt with both issues was proposed. Initially, a mathematical model of relative motion between the vehicle and the target was developed, which was then encapsulated as a subsystem. Next, steps for constructing a model of the self-correcting guidance algorithm based on the Stateflow module were examined in detail. Finally, a 3-D model of the vehicle and target was created in VRML, and by processing mathematical results, the model was shown moving in a visual environment. This process gives more intuitive results for analyzing the simulation. The results showed that the simulation structure performs well. The simulation program heavily used modularization and encapsulation, so has broad applicability to simulations of other dynamic systems.     

AMESim仿真技术在船舶推进系统中的应用研究

利用AMESim图形化建模系统仿真软件,以某7500DWT化学品船推进系统为研究对象,建立了推进系统的仿真模型,进行了PTO满载船舶加速典型动态工况的仿真分析,仿真结果表明利用AMESim建立的推进系统模型能有效地反映推进系统运行特性,可为船舶推进系统的匹配设计和优化提供参考及指导.     

基于杀伤区的末端舰空导弹对抗反舰导弹拦截效能分析

杀伤区是舰空导弹重要的作战性能指标,针对某型导弹,从攻防对抗的机理出发,采用杀伤区概念定量描述末端舰空导弹对抗反舰导弹的拦截效能.首先结合舰空导弹杀伤区求解原理,建立导弹与目标的数学模型,给出杀伤区不同边界的计算原则,然后在分析舰空导弹双模复合制导作用距离的基础上,针对不同运动特性的目标、不同探测能力的系统进行仿真计算.仿真结果表明,导弹制导模式、目标运动特性和探测系统能力等因素对杀伤区大小影响显著.该仿真结果对舰空导弹拦截效能评估有重要意义.     

某型水下航行器控制方案的半实物仿真

在以ＶＡＸｌａｂ计算机为主机的小型通用动力学半实物仿真系统上对某型水下航行器的运动进行了半实物仿真。给出了半实物仿真系统的基本组成和工作原理，讨论了水下航行器运动的仿真模型和实时积分算法。结果表明，该仿真系统结构合理，精度高，可靠性好，所采用的控制方案可使其满足使用要求，达到了预期的目的。     

小型船用增压锅炉性能仿真与运行监测同步软件开发

以小型船用增压锅炉为研究对象,利用C语言自主设计开发了小型增压锅炉图形化性能仿真软件,并借助OPC服务器和CAN数据采集系统实现了性能仿真和运行监测同步相结合的功能,在此基础上对锅炉负荷的扰动变化规律进行了仿真研究。结果表明,此仿真软件能够较精确地描述该型锅炉的动态特性,可为船用增压锅炉的设计优化和安全运行提供指导。     

火箭助飞式噪声干扰器对抗线导鱼雷仿真研究

根据现在方位法的导引特性,以来袭鱼雷为基准,通过仿真估算潜艇的方位,建立了使用单枚或多枚火箭助飞噪声干扰器对抗潜射线导鱼雷的模型,仿真计算了在使用多枚噪声干扰器对抗线导鱼雷的过程中,不同鱼雷报警舷角时各枚干扰器的发射舷角,为火箭助飞噪声干扰器的作战使用提供理论依据并具有指导意义。     

鱼雷制导系统一体化仿真环境

提出了鱼雷制导一体化仿真系统的结构，分析了鱼雷自导系统仿真中的水声信号数学模型、鱼雷控制系统仿真中的雷体动力学模型与运动学模型，最后讨论了鱼雷制导一体化仿真中的几个问题。     

一种船舶推进同步电机矢量控制方法

轴带电机用于船舶推进是轴带发电机/电动机助推系统的一大特色.这种电力推进提高了船舶的可靠性、安全性和机动性.根据轴带发电机/电动机助推系统的应用和系统特性,在PTI模式下采用同步电机矢量控制方法使系统控制性能达到最优.运用工程软件MATLAB对系统进行了建模与仿真.仿真结果表明:该控制方法具有良好的动态性能和稳定性.     

LNG电控共轨燃料供给系统中喷油器的数值模拟

通过AMESim软件中自带的液力、机械和电磁模块,对LNG电控共轨燃料供给系统中的喷油器进行建模,在所建立的喷油器模拟模型中,通过改变单一变量的方法,着重对不同的控制腔出油孔与进油孔、轨压、喷油孔径和顶杆直径进行了模拟计算,得出了其规律性的结论,为LNG电控共轨燃料供给系统中喷油器的设计提供指导意义和方案。     

高强度洋流作用下沉管的力学性能研究

沉管水下沉放中,管节与船舶采用缆索连接吊放下沉.为解决外海复杂海况条件下,船管缆系耦合受力的状态与水下管节的位移不受控和缆力超限的问题,通过数值仿真计算和物模试验相结合的方式,分析了不同沉放深度的沉管沉放过程中,船舶受外载荷和管节水下受水动力双重作用时的动力响应情况.通过计算和试验,开展了自由状态下的衰减试验、系泊系统下模型单自由度运动衰减试验、作业状态下沉管和安装船运动响应及各缆绳的受力测量,得到系泊缆、沉管吊缆和安装缆,在浪、流组合作用下的受力和水下运动位移情况,选取了适用于本项目管节沉放施工缆系的关键力学取值,并进行了工程应用验证和对比分析,证明了该研究成果的正确性,研究成果可为类似工程大型构件水下精确沉放和施工提供技术依据.