数学仿真在鱼雷湖海试验中的应用

本文简要叙述了研究鱼雷初始段运动及鱼雷制导大回路数学模型所应考虑的因素,重点探讨了应用这些模型在鱼雷实航试验中进行数学仿真所解决的问题。     

带角度约束的倾斜转弯飞行器制导律设计

针对倾斜转弯飞行器以给定角度攻击目标的要求,考虑控制回路动态特性对制导的影响,研究了带角度约束的制导律设计方法。以倾侧角和法向过载指令为控制量,建立了含控制回路动态特性的设计模型; 基于该模型和多通道解耦的思想,提出带角度约束的滑模变结构制导律,通过调整趋近律参数消除抖振。理论分析表明:在初始阶段,该制导律较最优制导律对过载的需求小; 通过优化制导律参数,当系统进入滑模面后,飞行器能按最优制导律命中目标。仿真表明,该制导律在满足落点和落角要求的同时,具有对过载需求分配合理、速度损失小的优点。     

基于变结构控制的反鱼雷鱼雷导引律鲁棒性研究

为了解决水下目标信息参数测量数据率低带来的制导困难问题,设计了基于变结构控制的反鱼雷鱼雷（ATT）导引律,导引律中取变结构控制器使得ATT与来袭鱼雷间视线角保持恒定,且控制器对模型参数摄动具有强鲁棒性。理论分析表明,模型参数摄动不影响导引律的稳定性,ATT和目标间视线角能够保持恒定。仿真结果验证了该导引律对模型参数摄动具有强鲁棒性,ATT能够精确命中目标。     

声寻的鱼雷自导系统目标、背景和海洋环境特性半实物仿真技术研究

在进行鱼雷声寻的自导系统半实物仿真时必须实现水声目标、水下背景和海洋环境的实时仿真。本文在鱼雷声寻的自导系统半实物仿真特点的基础上讨论了目标背景特性的实时生成和实时控制等关键技术,提出了采用多DSP并行计算实现水下目标背景实时仿真的技术方案,解决了水声信号实时生成与控制的技术瓶颈,给出了系统构成及控制方案。通过仿真测试,该系统满足鱼雷自导系统半实物仿真的工程需求。     

带落角约束的高超声速飞行器轨迹仿真研究

针对某高超声速飞行器末制导段攻角非负及大落角约束要求,提出"BTT180控制方法+具有落角约束的最优制导"组合制导方式。在末制导初始段,采用BTT180控制方式实现飞行器的翻身下压,解决了攻角非负的约束要求;选择具有角速率反馈形式的最优制导律,实现攻击末端大落角的约束要求。对不同初始高度和约束落角以及垂直攻击时不同初始弹道倾角下的飞行轨迹进行仿真分析,结果表明该组合制导方式使飞行器在命中目标的同时,满足攻角非负及落角约束要求,验证了该制导律的有效性和准确性。     

基于扩张状态观测器的反鱼雷鱼雷迎面拦截制导律

基于雷目相对运动方程,把迎面拦截问题描述成具有终端角约束的最优控制问题,针对鱼雷自导头难以测量视线角速率的难题,提出了一种基于扩张状态观测器的目标视线角速率实时在线估计方法,同时估计出目标机动引起的不确定干扰量,并基于线性化的侧向运动方程求解出反鱼雷鱼雷舵角控制指令,从而实现了含有干扰补偿的迎面拦截最优制导律。仿真结果表明,与传统的比例导引律相比,该最优制导律具有很好的迎面拦截效果。     

3D视景在鱼雷制导系统半实物仿真中的实现

利用建模工具Mu ltiGen Creator和Vega建立了鱼雷全弹道仿真中所需的鱼雷、水面舰艇、潜艇和干扰器等各类3D模型,以及海洋、战场武器实体尾流和爆炸等仿真战场环境,形成真实感较强的3D视景仿真环境,并解决了3D视景与分布式制导仿真系统间的接口技术,实现了鱼雷从发射到命中目标全过程的3D图像及相关数据显示,该系统已成功应用于鱼雷制导系统半实物仿真试验。     

国外光纤制导鱼雷技术综合分析

本文在介绍了光纤制导鱼雷的优越性以及国外研制现状的基础上，着重探讨了实施光纤制导鱼雷的几种方法及存在的技术要点和解决途径，并对我国实施光纤制导鱼雷的可行性进行了分析。     

多媒体技术在鱼雷武器仿真系统中的应用

本文针对鱼雷武器仿真系统设计,提出了一种建立水下虚拟作战环境、形象展示鱼雷作战过程的方法。该方法采用计算机囹形技术和多媒体技术,能生成较为逼真的海洋空间,以三维实时动画输出显示作战过程中载体、鱼雷和目标的交互活动及其特征。文中简要论述了实现该方法的主要技术。利用本文方法,作者研究和开发了一个水下制导仿真多媒体演示系统,仿真实验表明具有良好的视听效果。     

基于OpenMP的鱼雷制导仿真系统设计

为了提高鱼雷制导仿真系统的并行程度和执行效率,首次将并行编程标准OpenMP和多核处理器引入鱼雷制导仿真系统。首先采用面向对象思想设计了鱼雷制导仿真系统的整体结构框架,分析了仿真系统各任务的特点及其之间的并行关系,在此基础上利用OpenMP对仿真系统进行并行化处理,并将并行仿真系统运行在具有八核处理器的SGI工作站上。仿真结果表明,单步平均解算耗时可以减少到7~8 ms。与其他鱼雷仿真系统相比,该方法较大地降低了仿真解算时间,有效地提高了仿真系统的执行效率。     

电视制导侵彻炸弹落角约束变结构制导律

针时电视制导侵彻炸弹需要控制弹着角的要求,研究了具有末端落角约束的变结构制导律．谊制导律包含了重力对弹道法向加速度的影响,将制导指令经过一阶低通滤波器滤波,实现对弹体攻角的估计．通过数学仿真,讨论了制导律参数时制导效果的影响,检验了制导律在不同投弹备件和不同期望落角下的制导效果．仿真结果表明,所采用的攻角估计方法是可行的,该制导律能够满足侵彻炸弹在攻击固定目标时对脱靶量和弹着角的双重要求．     

利用遗传算法的垂直命中导引律研究

导引问题是鱼雷实现精确制导,完成对目标有效攻击的关键.本文主要研究了将遗传算法用于鱼雷垂直命中导引问题.首先研究了遗传算法用于鱼雷导引的可行性和优势,在研究了遗传算法特性的基础上,提出了一种基于遗传算法的逐次变提前角自导导引算法,并且进行了相应的仿真试验研究.仿真结果表明,本文提出的基于遗传算法的垂直命中导引律具有响应速度快、鲁棒性强的优点,很好地解决了鱼雷导引过程中导引律的收敛性问题,具有工程实用价值.     

体目标条件下的鱼雷攻击效果评估仿真方法研究

为了进行精确制导仿真,文中将目标体视为椭球体的几何体目标,建立了鱼雷攻击目标的脱靶量和命中角等命中要素的计算模型,并采用蒙特卡罗法进行统计仿真试验,得到命中概率、脱靶量均值、均方差、置信区间等统计结果.本方法对于提高鱼雷攻击效果的仿真统计精度具有应用价值.     

被动式鱼雷的自适应变换结构制导律设计

针对被动方式下鱼雷－目标的制导参量不能精确已知而引起的制导精度差的问题,本文研究了一种应用于被动式鱼雷上的自适应变结构制导律,并对其进行了理论推导和仿真验证,研究结果表明,该制导律对干扰和参数摄动具有很强的鲁棒性,即使目标机动,仍然具有很高的命中精度。该算法实现简单,便于工程应用。     

基于方案弹道的简易制导炸弹在线神经网络控制设计

将方案弹道与在线神经网络相结合设计了简易制导炸弹的指令控制器.该方法采用近似线性模型获取简易制导炸弹的无数条方案弹道以及方案弹道弹体参数模型后,针对简易制导炸弹的控制飞行特点,对姿态回路和质心回路分别设计了神经网络控制器,并引进基于共享机制的小生境遗传算法加快了BP神经网络的收敛速度,解决了简易制导炸弹在大高度、大方向角投弹条件下的非线性问题,达到了实时控制的目的.仿真结果表明所设计的控制系统具有良好的控制性能及鲁棒性.     

鱼雷仿真系统中的图形显示技术

本文详细研究如何利用OpenGL在Windows95环境下实现鱼雷姿态的3D动态显示,分析了鱼雷雷体造型技术、计算机图形处理和开发软件,研究了程序实现的关键技术。该研究成果对鱼雷制导一体化仿真中实现计算可视化和数据可视化有一定的使用价值。最后探讨了在这方面应开展的工作。     

被动式鱼雷的自适应变结构制导律设计*

针对被动方式下鱼雷-目标的制导参量不能精确已知而引起的制导精度差的问题,本文研究了一种应用于被动式鱼雷上的自适应变结构制导律,并对其进行了理论推导和仿真验证.研究结果表明:该制导律对干扰和参数摄动具有很强的鲁棒性,即使目标机动,仍然具有很高的命中精度.该算法实现简单,便于工程应用.     

鱼雷稀疏阵高分辨目标声成像方法

鱼雷目标声成像和图像制导是鱼雷在现代复杂水声对抗战场条件下实现准确目标识别和智能化精确制导的最有效途径。为了实现鱼雷图像化目标识别和精确图像制导,针对鱼雷应用特点,研究了鱼雷利用预成空间密集窄波束实现高方位分辨、同时利用各窄波束宽带信号处理实现高距离分辨的目标声成像方法,提出了鱼雷声成像高频非均匀复合稀疏阵及其波束形成方法,分别给出了宽带信号高距离分辨成像处理方法和基于双阈值分割及模糊聚类的目标声图像优化处理方法,有效实现了空间方位和距离高分辨的鱼雷目标声成像。该方法大大减小了硬件规模,易于工程实现。计算机仿真和水池试验结果表明,该鱼雷目标声成像方法可以有效获取目标声图像,并具有很高的方位和距离分辨能力。     

线导鱼雷的混合速制导引法

依据线导鱼雷导引控制的技术条件和战术需求,在分析线导鱼雷＂低速制导引＂所存在问题的基础上,提出了线导鱼雷＂混合速制导引＂法的概念,并利用仿真计算的方法分析论证了该方法对于扩大发射平台的有效攻击范围和可攻击目标最大速度的有效性,最后给出了实现混合速制导引的工程实现方法。这对于优化鱼雷武器系统的导引控制方案设计,提高多速制线导鱼雷的攻击使用效能具有重要意义。     

水声对抗环境下自导鱼雷自适应导引方法

随着现代水声对抗与反对抗环境的日益复杂,自导鱼雷导引律的设计需要考虑目标识别及末自导垂直命中的要求,使得传统的导引律面临新的挑战,为此提出了一种新的自导鱼雷自适应导引方法,该方法根据鱼雷与目标之间的距离调整鱼雷航向角,调整过程考虑了进行方位走向目标识别以及末自导垂直命中对导引弹道的要求,使目标舷角有利于进行目标识别及末自导垂直命中。仿真结果表明,采用该方法获得的目标舷角变化不仅满足目标识别要求,而且有利于垂直命中。