潜艇噪声与综合降噪技术的应用

介绍潜艇噪声的危害和来源,阐述降低潜艇的机械噪声、螺旋桨噪声、水动力噪声等三个主要噪声的技术措施。     

某型通气管升降装置的特点分析及改进建议

  目的  开展潜艇通气管进气阀结构优化,减小进气阻力,对潜艇的节能降耗和工作安全具有重要意义。  方法  采用计算流体动力学（CFD）方法对进气阀的阻力特性进行模拟分析,并通过实验验证计算结果的准确性。同时,对阀盘行程和进气角度这2项参数进行调节与分析,得到进气阀阻力及结构的相关规律。  结果  结果显示：进气阀压力损失随阀盘行程的增大而逐渐减小,但在阀盘行程h>244 mm之后继续增大阀盘行程对降低压力损失的贡献不大;当进气角度θ>65°时,进气阀压力损失会急剧上升,而当进气角度θ < 65°时,角度变化对进气阀压力损失的影响不大。  结论  研究表明,阀盘行程和进气角度对进气阀阻力特性具有重要影响,通过结构优化,可显著降低进气阀的进气阻力,所得结果对工程设计具有一定的指导意义。     

水下航行体X 型正交舵控制参数设计研究

  目的  为解决X舵潜艇在不同可用舵面条件下的操舵控制问题,开展X舵潜艇的操舵控制分配器设计。  方法  操舵控制系统采用“主控制器—控制分配器”级联控制结构,主控制器采用已有的成熟算法,将舵角控制分配问题转换为受舵角限幅、舵速限幅约束的加权最小二乘法（WLS）问题进行求解,设计受限控制分配算法,并分别在四舵、三舵、双舵条件下进行定深旋回、潜浮运动仿真,以验证控制分配算法的正确性。  结果  仿真结果表明,在给定的舵机配置条件下,随着操舵面的减少,潜浮性能并无差异,转向性能略有降低,横倾振荡及舵角抖动趋于严重。  结论  所提控制分配算法施舵合理,适用于各种舵机配置情况。     

一种具有鲁棒性的海浪干扰滤波器

  目的  潜艇在复杂海况下进行水面航行时,为实现低噪操舵控制,  方法  采用潜艇水平面线性运动模型,并利用基于双幂次趋近律的滑模控制对参数变化和外部干扰不敏感、响应速度快、容易实现等优点,设计航向控制器。针对海浪干扰问题,利用非线性扩张状态观测器（NESO）设计海浪滤波器,用以补偿系统外部干扰。  结果  理论推导结果证明了航向滑模控制器的稳定性,并通过Matlab仿真结果验证了其良好的滤波效果。  结论  研究结果表明,该航向滑模控制器在不同航速、不同海况、不同浪向下均可实现低噪、快速、高精度的航向控制性能。     

基于扩展状态观测的潜艇剩余浮力和力矩的快速估计算法研究

针对潜艇水下航行均衡控制的问题,论文基于扩展状态观测器原理,应用潜艇垂直面运动线性状态方程,建立了航速滤波和剩余加速度扩展状态观测器。以国际通用的一个潜艇模型为案例,开展Matlab/Simulink水下运动控制仿真。仿真结果表明,提出的算法能快速估计潜艇剩余浮力和剩余浮力矩,与传统的线性均衡公式相比,不仅提高了不均衡量的估计精度,而且大幅缩短了估算时间,有助于潜艇均衡控制品质的提升。