HILS技术在空投水雷控制系统设计中的应用

在空投水雷控制系统的设计过程中,引入了半实物仿真技术(HILS),通过其较高置信度的仿真结果,较真实地反映出控制系统的性能并加以改进.     

一种自主水下航行器半实物仿真系统

半实物仿真(HILS)在自主水下航行器(AUV)控制系统开发过程中起着非常重要的作用.针对AUV控制系统开发测试的需要,提出一种基于AD/RTS实时仿真计算机的半实物仿真系统;该系统由AD/RTS实时仿真计算机和三轴模拟转台、水压仿真器、舵机负载模拟器等物理效应设备组成.重点讨论了AD/RTS仿真计算机和VMIC反射内存实时网络,最后给出半实物仿真运行的结果.结果表明:该仿真系统能够为控制系统提供测试环境,并作为AUV研制和实航试验的依据.     

一型磁场仿真模拟器的设计

简要论述了磁场半实物仿真模拟器在水雷反水雷武器仿真系统中的重要作用;介绍了磁场半实物仿真模拟器的结构组成和工作原理,针对磁场产生器和磁场驱动器2个核心装置,分别作了理论推导和调试结果的分析,验证了模拟器的合理性。磁场半实物仿真模拟器根据仿真数学模型来计算空间某一点磁场的时间历程,模拟舰船通过环境干扰或两者复合作用时,水雷磁传感器所接收到的真实磁场信号,可以用来验证水雷反水雷武器性能、评估水雷反水雷作战效果等。     

舰船噪声数据连续回放技术研究

在水雷目标探测系统研制过程中,一般会以实航方式对水雷的性能进行连续考核,受限于数据采集系统的存储容量,收集的实航数据都是以一个个数据文件方式存在,而在对这些文件进行回放仿真时又要求还原试验时的连续信号。论文提出了一种实用的多数据连续回放方法,可以在水雷目标探测系统半实物仿真过程中,将多个数据文件作为一种高置信度的信号源以电信号方式连续注入水雷目标探测系统,从而实现对水雷目标探测系统样机进行长时间连续性的性能考核及测试,达到仿真试验的目的。     

基于高端平台的水雷弹道视景仿真研究

将视景仿真技术最新进展应用于某型水雷弹道可视化仿真,根据视景仿真本身要求和水雷弹道可视化的特定需求,设计出较为完善的水雷弹道视景仿真方案,并在高端平台上实现了某型水雷弹道视景仿真系统。文中还总结了实体建模方法。对水中兵器弹道可视化仿真具有重要借鉴作用。     

水雷易损性建模与数值仿真研究

以水雷为研究对象,提出了水雷目标易损性研究的总体框架;通过对水雷的结构及功能分析、毁伤级别的确定以及构建水雷功能毁伤树,建立了水雷目标易损性模型;完成了水下射弹对水雷侵彻毁伤过程的数值仿真。仿真结果表明,钨芯射弹能够穿透水雷壳体并破坏引信舱内构件,造成水雷失效。     

一种水下航行体控制系统分布式半实物仿真平台的构建

针对水下航行体控制系统半实物仿真平台要完成的功能日趋复杂的问题,提出了一种基于dSPACE和xPC的分布式半实物仿真平台,介绍了该平台的系统构架和软硬件实现;介绍了将dSPACE仿真机和xPC实时仿真机集成在同一个实时系统中的方法和要解决的问题,分析了该仿真平台的实时性;给出了1个水下航行体控制系统半实物仿真的应用实例。该平台将dSPACE和xPC集成在同1个分布式实时系统下,分布式的系统结构不仅在功能的实现和扩展方面非常方便,同时也利于实时注入式仿真、快速控制原型的实施。通过半实物仿真试验,该平台已经成功服务于某水下航行体控制系统的研制,证明了本文所提出方案的可行性。     

基于RTLAB＆MATLAB的三相异步电机矢量控制系统在回路仿真研究

本文建立了三相异步电机矢量控制数学模型,利用MATLAB仿真工具和RTLAB半实物仿真平台搭建了三相异步电机硬件在回路矢量控制系统,并将该仿真系统移植到实际变频驱动系统上,半实物仿真与试验结果基本吻合,验证了半实物仿真模型准确,半实物仿真移植到实际系统可行、便利,该仿真研究方法可应用到产品开发和科研中,具有应用价值.     

自航水雷雷位散布模型及其仿真运用研究

分析了布雷平台、自航水雷自身性能、海流对自航水雷雷位散布的影响.建立了自航水雷雷位散布模型.通过自航水雷雷位散布仿真,研究了影响自航水雷雷位散布各因素之间的关系,其仿真结果对水雷障碍封锁效果的评估以及优化水雷障碍结构具有一定的参考价值.     

鱼雷制导系统数学与半实物仿真在型号研制中的应用

鱼雷制导系统数学仿真和半实物仿真一直贯穿于鱼雷研制的全过程。本文详细地论述了鱼雷制导系统数学仿真目前达到的水平及其在鱼雷研制各阶段的应用，并通过实例介绍了鱼雷控制系统半实物仿真在型号研制过程中的应用。     

基于动量守衡思想的二阶控制系统研究

对二阶开环系统的阶跃输入响应特性进行研究,分析其输出仿真曲线,理论推导了二阶开环系统在阶跃响应的初始时刻近似于物体匀加速直线运动,基于动量守衡思想,对水槽模型构造了分时控制器,仿真结果表明此控制器具有较好的动静态特性。     

船用柴油机高压共轨系统动态特性研究Ⅰ

从系统层面通过试验与计算相结合的方法开展研究,以改善船用柴油机共轨系统燃油的压力波动,减少各缸喷射过程的互相干扰为目标.对整体式共轨燃油系统开展试验研究,揭示了影响共轨压力波动的主要因素,并指出该系统结构在船用柴油机应用上的局限性.对分布式共轨燃油系统开展仿真分析,并与整体式系统进行比较,研究表明,分布式共轨系统可明显改善系统动态性能,代表了未来船用柴油机共轨系统的发展趋势.     

船用柴油机高压共轨系统动态特性研究Ⅱ

从系统层面通过试验与计算相结合的方法开展研究,以改善船用柴油机共轨系统燃油的压力波动,减少各缸喷射过程的互相干扰为目标.对整体式共轨燃油系统开展试验研究,揭示了影响共轨压力波动的主要因素,并指出该系统结构在船用柴油机应用上的局限性.对分布式共轨燃油系统开展仿真分析,并与整体式系统进行比较,研究表明,分布式共轨系统可明显改善系统动态性能,代表了未来船用柴油机共轨系统的发展趋势.     

多变量解耦控制在潜操系统中的仿真研究

针对潜艇的水下垂直面运动,提出了一种多变量解耦自抗扰控制器的研究方案,通过仿真验证了其控制效果;在分析自抗扰控制器在低噪声控制方面存在的不足和缺陷的基础上,给出了一种独立通道控制器的设计方案,根据仿真结果,证明了方案的有效性。     

一种基于视线距离的改进的数据关联算法

基于视线距离的数据关联算法,利用关联组合的平均视线距离和有效传感器个数来计算关联代价,认为同一个目标只要被超过2/3的传感器所观测到,所得关联组合就是有效的,并以关联代价最小为关联准则构建数据关联算法。仿真结果表明,改进算法对于漏检、观测误差较大时仍然具有很高的关联正确率,证明了该算法的有效性。     

GPS测向系统测量运动载体航向的误差补偿方法

GPS作为目前世界上使用最为广泛的导航和测量手段,其静态精度和性能已经得到认可,但是其动态精度和各种补偿仍然受到广泛关注。文章从坐标变换的角度出发,针对单基线GPS测向系统的摇摆补偿进行研究,推导出适用于舰艇动态条件下的补偿公式,并通过仿真,证明其实用性。     

一种新的混沌系统的优化控制

描述了一种新的混沌系统及其基本动力学行为。随参数的不同,该系统能同时显示2个单漩涡混沌吸引子,或同时显示2个双漩涡混沌吸引子。基于Lyapunov稳定性理论和Krasovskii理论,结合坐标平移变换,对该混沌系统设计了一优化控制器,将混沌吸引子渐近稳定到它的不稳定的平衡点。理论分析和数值仿真都表明了该控制器的有效性。     

船舶结构的搁浅数值仿真研究

文章用数值仿真法研究了船舶结构搁浅中的内部力学问题,分析了典型双层底结构的损伤变形、受力和能量耗散结果。研究表明,损伤变形集中于搁浅的区域,搁浅力学问题主要考虑局部的船体结构;肋板的存在显著地增加船底结构的抗搁浅能力,使礁石的垂向贯入量会略有减小;当纵桁远离搁浅区域时,它的吸能能力无法发挥,抗搁浅作用明显削弱。     

混沌神经网络优化机制研究

分析了混沌神经网络的优化机制,研究了具有模拟退火特性的混沌神经网络模型,给出了混沌神经网络的能量函数,以及计算网络Lyapunov指数的方法,从理论上证明了当网络参数满足一定条件时,网络具有混沌性状。在仿真实验中,应用Hopfield网络和混沌神经网络求解信道分配问题。结果表明,混沌神经网络在求解优化问题时具有更强的搜索全局最优解的能力,和更快的收敛速度。     

变抽头均衡电抗器研究

变抽头均衡电抗器的使用可显著提高整流电路的特性,本文以变抽头均衡电抗器为研究对象,详细分析了其在电路中所起的作用,及其结构特点,建立了变抽头均衡电抗器的仿真模型,并通过仿真和实验证明了理论正确性。研究了变抽头不同变比和取不同个数时,对电路特性的影响,计算得到变抽头的最优变比值。