无级变速鱼雷建模研究

为了满足无级变速鱼雷性能分析和动态仿真的需要,本文针对无级变速鱼雷,在国际通用的坐标系下,建立了无级变速鱼雷的运动学方程,分析了作用在鱼雷上的所有外力,对无级变速螺旋桨推进器的特性进行了研究和建模,并基于经典的动量和动量矩定理,建立了无级变速鱼雷的动力学方程。本文所建的水动力学模型可用于无级变速鱼雷的操纵性分析和控制系统的仿真试验。该模型已与在非通用坐标下建立的模型进行了对比仿真试验,结果表明,二者具有很好的一致性。     

新型水下集成电机推进装置的泵喷射推进器结构原理及特点分析

介绍了一种新型水下集成电机推进装置（IMP）中应用的泵喷射推进器。文中详细阐述了泵喷射推进器的结构、原理及其技术特点,并把其与传统的螺旋桨推进方式作比较：泵喷射推进器具有推进效率高、噪声低、操纵性好和适应性强等优点。展望了泵喷射推进技术的应用前景,泵喷射推进器与特种电机集成为一体（IMP）后具有效率高、所占空间小等优点,可用于无人潜航器、轻型鱼雷、重型鱼雷和潜艇等的推进系统。     

基于UG OPEN/API的鱼雷对转螺旋桨参数化建模

对转螺旋桨的优化设计是鱼雷外形优化设计中很重要的部分。该文在现有UG二次开发语言UG OPEN/API的基础上,提出了一种对转螺旋桨参数化3D建模方法,建立了鱼雷对转螺旋桨的参数化模型,利用该方法能够简化对转螺旋桨优化设计的分析流程,具有较高的实用价值。     

基于协同优化的鱼雷多学科设计优化

为了使用多学科设计优化方法解决鱼雷总体设计中的并行设计、耦合变量等难题,提高鱼雷总体性能,该文提出了以最大航程为目标函数,对涉及到的航程、外形、推进器及能供学科进行多学科分析,并利用基于协同优化算法的多学科设计优化方法对鱼雷外形及推进器进行设计优化.仿真结果表明,该方法能够提高鱼雷航程.     

无轴泵喷推进器敞水特性

无轴泵喷推进器是一种新型集成电机推进装置,其融合了无轴推进和泵喷推进技术的特点。为研究无轴泵喷推进器与常规推进器的水动力性能差异,采用流体数值计算手段,对比分析某无轴泵喷推进器样机与机械式泵喷推进器、E779A螺旋桨的水动力性能,并分析无轴泵喷推进器水动力效率的定义方式。通过设计的试验台架完成了无轴泵喷推进器样机的性能测试,并验证了数值计算结果的有效性。研究结果表明,无轴泵喷推进器最高敞水效率达到了0.662,低于常规螺旋桨,但其高效的进速系数区间远大于常规螺旋桨,能够在更多的工况下高效运行。     

水面仿生矢量推进器倒车性能分析

针对两栖平台倒车机构复杂、性能研究难以开展的问题,基于水面仿生矢量推进器,提出了一种倒车方式。设计了新型两栖平台,通过推进器反向转动输出倒车拉力,实现了平台0.7 m/s 速度的直线倒行和0.75 m小半径的转弯倒行,提供了更为快速灵活的倒车方式;建立了推进器流体动力学模型,结合下压力、倒车拉力和转矩三维驱动的周期性输出规律,分析轮轴高度、轮辐长度、转速和叶片夹角对推进器倒车性能的影响,扩展了平板旋转绕流的研究;建立敞水试验系统,验证了数值计算模型的正确性。结果表明：随着推进器轮轴高度增加,转矩单调递减;下压力和倒车拉力随着轮辐长度线性变化,转矩与轮辐长度呈二次函数关系;随着转速提高,三维输出单调递增。研究结果为两栖平台倒车控制提供了理论参考依据。     

基于仿生技术的鱼雷推进问题探讨

鱼类推进模式的研究是仿鱼水下推进器研究的基础之一,它与常规推进器相比,具有推进效率高,机动灵活以及隐藏性能好等优点。本文在分析鱼类推进模式的基础上,着重从仿生技术的角度对鱼雷推进问题进行了分析和展望,包括仿生推进鱼雷的特性、动力形式、结构和研究热点等。把鱼类的游动推进模式应用到鱼雷,将为鱼雷的研究和发展提供新的更为广阔的空间。     

神经网络在鱼雷交流电机转矩辨识中的应用

针对采用传统转矩控制方法不能建立精确的数学模型，而难以满足系统性能要求，为提高鱼雷异步电机在线参数识别的效率和可靠性，提出了一种基于BP神经网络的鱼雷交流电机转矩辨识方法。通过假设推算出电机转矩表达式，利用基于BP神经网络进行转矩辨识，该方法不需要辨识对象的数学模型，只需对神经网络进行在线或离线训练，利用训练结果便可进行辨识系统设计。仿真结果表明，该辨识方法能够取得较好的辨识精度。     

热动力系统调节方法及其对鱼雷航速误差的影响

概述了鱼雷热动力系统三种调节方法的特点，着重论述了在鱼雷-推进器-动力系统三者匹配情况下动力系统性能参数误差对鱼雷航速误差的影响。从分析结果可以看出，燃料流量调节方法在减小鱼雷航速误差上具有一定优势；或者说当鱼雷航速误差要求相同时，燃料流量调节方法对动力系统出厂交验试验调节精度要求较低。     

利用TMS320F240实现鱼雷异步交流电机的直接转矩控制

对鱼雷异步交流电机数学模型和直接转矩控制原理进行了分析，给出了系统硬件框图；根据TMS320F240的特点，设计了一种基于数字信号处理器TMS320F240的鱼雷异步交流电机直接转矩控制系统，最后对系统进行了实验。实验结果表明，电机能稳定、可靠运行，且噪音很低，可以实现鱼雷电动力系统的平滑无级调速，系统能够实现电机快速动态响应这一特征。     

MRAS 的无速度传感器矢量控制系统

为了实现矢量控制系统中异步电动机转速的闭环控制和磁场定向,对基于模型参考自适应系统(model reference adaptive system,MRAS)的无速度传感器矢量控制系统进行研究。从异步电机端测量得到的电压和电流来估算电机转速,在异步电动机无速度传感器矢量控制算法中,采用电流模型和电压模型进行磁链估算,基于MRAS方法构建异步电动机转子转速辨识模型,并在Matlab/Simulink中建立了异步电动机无速度传感器矢量控制仿真系统。仿真结果表明:该系统具有良好的动静态特性和稳定性。     

轮式装甲车辆电驱动轮机电耦合动力学建模与振动特性

为获取轮式装甲车辆电驱动轮机电动力学特性,提出考虑轮毂电机和行星齿轮机构耦合影响的动力学建模与分析方法。基于轮毂电机空间电磁力模型,计算得到电机径向力、切向力和转矩脉动,作为电驱动轮机械系统动态激励;建立考虑柔性壳体的行星齿轮机构动力学模型,实现了轮毂电机及行星齿轮机构机电耦合动力学仿真。结果表明：轮式装甲车辆电驱动轮低阶模态主要是全局模态,高阶模态主要是行星传动系统的局部模态;对于系统振动响应,在低转速区电磁激励的高阶次占主因,而在高转速区低阶次激励占主因。     

基于滑模变结构的永磁同步电机伺服系统速度控制技术

速度环是永磁同步电机伺服系统三环控制的中间环节,其控制方法和控制技术的优劣直接影响整个系统的动态响应。根据永磁同步电机空间矢量图及矢量控制原理,分析永磁同步电机数学模型和动静态坐标变换方程,由于速度环的比例、积分(Proportion Integral,PI)控制存在速度超调、速度差积分饱和及抗扰动性能差等问题,提出基于滑模变结构的速度环控制方法,设计滑模面及切换函数,构建滑模变结构速度闭环控制器。分析电流环对电机反电势的影响,提出在电流环的设计过程中加入反电势补偿环节的电流控制器,并对电流环进行简化处理。利用仿真软件对系统电流环、速度环及系统进行建模,通过仿真研究,验证系统速度控制策略的可行性。     

交流伺服系统高精度电流矢量控制

针对电机转速的变化会导致系统对直轴电流、交轴电流的控制精度下降的问题,提出一种新的电流矢量解耦控制线性化补偿方案。在对永磁同步电机进行理想化处理的基础上,建立了永磁同步电机数学模型及控制模型,设计了电流矢量控制方法程序流程图,并在实验环境下搭建永磁同步电机调速系统的实验平台,采用电流霍尔传感器及电压传感器分别对电机的两相电流、直流母线电压进行测量。测试结果表明:随着转速的升高,补偿后id精度明显提高,提高了电机电流的解耦控制性能。     

基于电路模型的弹射用永磁无刷直流直线电机参数优化及仿真

电磁弹射用永磁无刷直流直线电机工作电压高、电流大、工作速度动态范围大,要求推力恒定,因此在进行电机选择参数慎重考虑其工作特点。在换相期间和非换相期间数学模型基础上,推导出推力波动。结合电磁弹射特点,求解得到以速度和推力为变量的电流和电压的表达式,并将其代人换相推力波动、非换相期间推力波动和效率公式,并以此为目标函数,建立了优化模型。采用词典排序算法解决目标函数之间的冲突问题,对于每一个目标函数,采用模拟退火算法进行优化。最后通过MATLAB仿真计算,获得优化解,给出推力曲线,验证了理论分析的正确性。     

基于温度补偿控制的水电阻软启动器的建模与仿真

针对大功率电动机在直接启动过程中启动电流过从而对电网产生较大的冲击的问题,设计一种基于温度补偿控制的水电阻调速器的大功率转子绕线异步电机软启动及调速系统.介绍水电阻器的结构以及原理,采用ARPS经验公式分析温度变化对电解质溶液的电阻率影响,建立基于水电阻调速的异步电动机调速系统动力学数学模型,提出了温度补偿的控制方法,通过Matlab/Simulink仿真验证模型及算法的有效性.仿真结果表明:采用温度补偿的水电阻器调速系统启动电流较小,启动转矩平滑,调节速度快.     

考虑非线性的永磁同步电机电流环分析

为提高永磁同步电机的动态性和鲁棒性,对非线性的永磁同步电机电流环进行分析。从永磁同步电机的数学模型入手,利用分析工具Matlab对电流环的开环传递函数进行近似线性化。画出不同转速下开环传递函数的伯德图以分析电枢反应和反电势对电流跟踪效果的影响,并基于Matlab/Simulink永磁同步电机转速控制模型进行仿真验证。分析结果表明:针对选定的永磁同步电机,电枢反应主要对电流环的动态响应产生不利影响且随着转速增加影响增大,而反电势则主要对电流环的稳态误差产生影响且与转速无关。     

直升机悬停双雷齐射初探

针对直升机投雷一般采用单雷射击的现状，提出了采用直升机悬停双雷齐射的方法。通过对双雷齐射搜索面的组织、目标可能位置区域、齐射射击瞄准点的选取以及潜艇规避机动模型的分析，建立了潜艇纯机动规避情况下鱼雷命中概率仿真模型。仿真结果表明，与单雷射击相比，双雷齐射可有效提高对目标的发现概率，并能弥补单雷射击在大舷角时命中概率较低的不足，在相同发现概率条件下双雷齐射对目标的射击距离更远。     

基于CFD的UUV外挂鱼雷位置分析

为确定无人水下航行器（UUV）外挂鱼雷的最佳位置,该文首先利用UUV外挂鱼雷后的水下稳性计算,初步确定鱼雷的外挂位置,然后采用FLUENT软件计算了鱼雷不同外挂位置对整体流体动力参数的影响,根据选定的UUV最终确定其外挂鱼雷的最佳位置为UUV底端两侧,并利用SIMULINK建立空间运动性能仿真模型,对外挂位置进行了动态运动性能的仿真计算,进一步验证了最佳外挂位置的计算结果。     

水下航行器多推进器动力定位控制

主要研究远程低速水下航行器在大攻角和大侧滑角情况下不依靠舵而仅依靠垂推和侧推来实现动力定位,通过对水下航行器应用非线性控制方法实现水下航行器在纵平面内的爬潜定位和水平面内的旋转定位。分别建立水下航行器在攻角和侧滑角为90。的纵向和侧向在有2个垂推和2个侧推情况下的非线性运动模型,选用变结构控制方法进行控制,仿真并得到比较理想的效果。