水下航行器制导系统仿真信息集成方法

提出了基于信息集成原理的一种水下航行器导引控制系统仿真的新方法。文中详细地介绍了仿真系统的结构，以及多任务调度和多帧速配置等一些典型问题的解决方法，研究结果可在并行和分布式计算机系统中仿真。     

汽车发动机缸内工作循环过程仿真

为得到汽车发动机缸内混合气体压力、温度等参数的变化曲线,达到优化发动机性能指标的目的;对汽车发动机缸内四个阶段的工作过程进行分析,建立相应的数学模型,利用四阶龙格库塔法求解微分方程;选用直喷式四冲程GW2.8TC型柴油机作为仿真对象,数值仿真结果表明缸内工作过程参数变化曲线与该气缸实际情况是一致的,所建立的数学模型是正确的;得到的汽车发动机在工作循环过程中温度、压强及体积随曲轴转角变化曲线,可用来判断配气相位、压缩比等结构参数对发动机性能指标的影响,优化发动机性能.     

水下航行器控制系统半实物仿真

该文提出了一种水下航行器控制系统半实物仿真结构,介绍了仿真数学模型与仿真算法,并给出了水下航行器控制系统半实物仿真实例。实航试验结果表明半实物仿真与水下航行器控制系统实际航行结果基本接近。     

一体化水下航行器仿真系统软件设计

文章研究了水下自动航行器仿真系统的一体化软件设计原则和方法,给出了仿真系统的软件结构及其关键的设计技术。     

基于RTX的水下航行器实时仿真研究

传统半实物实时仿真设计方法已无法满足不断发展的水下航行器仿真系统对实时性的要求;针对这一实际应用问题对基于RTX的水下航行器实时仿真的关键性问题进行了研究,并详细给出了仿真系统的设计方案和实现途径;实验结果表明,该实现方法使得系统实时性和可靠性都能满足设计指标,极大地提高了水下航行器仿真系统的实时性,在工程实际中具有研究和应用价值。     

基于虚拟样机技术的摆盘发动机仿真

斜盘发动机作为水下航行器使用的一种特种发动机,理论分析存在很大的局限性,而虚拟样机技术有着多方面的优势。为了对发动机减振降噪,也必须进行多体动力学仿真分析。以某现役水下航行器使用的摆盘发动机系统模型为对象,建立虚拟样机模型。应用多体动力学分析方法,在UG和ADAMS软件平台上,获得了某工况下发动机主要部件的运动规律曲线,以及关键部件之间的作用力、力矩曲线。经过分析认为连杆与活塞及斜盘的冲击、滚轮与摆盘箱之间的作用力、摆盘与斜轴之间的轴承承受的负荷,是引起发动机振动噪音的主要原因。以上仿真结果将为摆盘机的振动噪声分析、有限元分析提供重要的依据。     

水下航行器网络控制系统仿真

传统控制系统的设计方法中忽略了通信网络中的时延和数据包丢失等问题,仅通过传统方法设计的控制器来降低其对控制系统产生的不利影响,严重影响了系统的稳定性;对于水下航行器等对系统性能要求较高的水下控制平台,突破传统使其在网络环境下能够稳定运行显得尤为重要;在此背景下,提出了网络控制系统的设计方案,以水下航行器为控制平台,进行系统建模,设计反馈控制器,使用MATLAB仿真工具TrueTime,研究分析了网络体系结构下时延和丢包对传统控制系统动静态性能的影响;仿真结果表明该设计方法优化了系统性能,为系统在发生网络诱导时延和数据包丢失时能够稳定运行,提供了可靠的参考依据;该设计结果具有普适性,也可以用于导弹、坦克等航行器。     

水下航行器极区内航行控制关键技术

随着极区经济利益和战略意义日益凸显,水下航行器在极区作战使用的需求逐步清晰。基于极区特殊的气候条件和地理环境,指出了水下航行器在高纬度及跨极区航行时,需要重点考虑导航、控制、仿真试验等多个问题。仿真试验结果验证了基于格网导航算法的水下航行器跨极区控制和导航策略及仿真方法的可行性。     

水下航行器面向对象的分布交互仿真软件系统

首先采用面向对象的设计方法和分布交互仿真技术，设计了基于局域网的水下航行器分布交互仿真软件系统。该仿真软件具有开放性的体系结构，实现了各分节点程序设计的模块化，层次化和标准化，多项应用结果表明，对于航行器精确制导方法和武器系统战技指标评估研究具有实用价值。     

自主水下航行器避障的视景仿真实现

为了在虚拟环境下模拟自主水下航行器的避障过程,基于软件平台MuhiGen Creator和Vega,在HP图形工作站上开发了自主水下航行器避障视景仿真平台.提出了一种避碰声纳的仿真方法,利用Vega提供的碰撞矢量函数和自定义的Vol-ume碰撞方式,模拟前视卢纳的功能,并利用Vega的Isectors来仿真避碰声纳发现障碍物的过程.在AUV避障的视景仿真中运用,实现了虚拟环境下自主水下航行器避障.仿真结果表明,视景仿真能够使仿真系统更加逼真和接近于实际情况,并且满足系统仿真的实时性要求.     

轮机模拟器主机工作过程建模与实时仿真

船舶主机是船舶的主要动力设备,是轮机模拟器所需仿真的主要对象,对其工作过程建模与实时仿真具有重要的意义.以容积法为基础,建立了主机的稳态、瞬态和故障态模型;采用并行计算的思想,在两台计算机上对主机系统的各部分模型分别选择插值法和龙格-库塔法进行仿真计算,保证了轮机模拟器的计算精度、实时性和长时间运行的要求;建立的主机实时仿真系统能够准确反映主机在各种工况下的特征和故障状态下的行为,并已成功运用到WMS2004型轮机模拟器中,取得较好效果.     

火箭发动机自由射流噪声模拟过程

准确仿真火箭发动机的自由射流噪声,是保证火箭稳定发射的关键手段.火箭发射过程中的自由射流噪声主要由发动机流场中的燃烧噪声、内部障碍物周围的流动噪声、管壁的摩擦噪声等单极子声源所产生的复合噪声叠加而成,噪声在方向上的特征较为复杂.传统的Reynolds-averaged Navier-Stokes方法仅仅得到了时均的流场,无法预测自由射流的方向性,导致对噪声的仿真效果不好.提出采用大涡仿真与FW-H表面积分法相结合对火箭发动机的流场与噪声远场进行仿真,使用大涡仿真与Mohring声类比相结合,对噪声的方向性进行预测,克服传统方法存在的弊端,完成噪声仿真过程.仿真结果显示:流场吻合很好,声场中低频声压级吻合较好,高频声压级略低于测定值,测点的综合声压级误差较小.     

水下自航器航迹控制系统仿真研究

该文提出了一种带优化修正函数的非线性ＰＩＤ控制器设计方法,用它设计 控制器能对复杂非线性对象进行简单而有效的控制。用它为某型自抗器设计的航迹控制器在不同入水条件下进行了仿真研究。仿真结果表明,用带优化修正函数的非线性ＰＩＤ控制器设计方法设计的自航器航迹控制系统,在不同入水条件下都具有良好的动、静态特性。说明非线性ＰＩＤ控制方案较好地解决了空投入水自航器的航迹控制问题。     

UUV侦察水雷作业模式效率评估仿真研究

侦察水雷是水雷战的一项重要内容,也是水下无人作战平台(UUV)的一项重要作业任务.经研究,提出了水下无人作战平台执行侦察水雷任务的二种作业模式,为对二种作业模式的效率进行评估,给出了作业区的水雷分布模型,在分析二种作业模式侦察水雷作业过程的基础上,利用贝叶斯定理和统计学方法,建立了水下无人作战平台使用二种作业模式侦察水雷作业效率的评估仿真模型,并结合简单想定进行了计算机仿真,得出了评估仿真结果.为水下无人作战平台选择作业模式提供了理论依据.     

基于VC++的航空发动机数值仿真平台

为实现数字电子调节器研制过程中的半物理仿真,以发动机为建模对象,根据发动机的气动布局、各部件几何参数及由试验得到的部件特性,对每个部件建立了集总参数的气动热力学模型,并用VC++语言实现。在建类时,充分考虑了各部件之间的独立性,及流入/流出部件的热力学、气动力学等参数的相关性,确保部件模型既能真实反映发动机部件的工作状况,又能有效地连接起来,得到可应用于发动机过渡态过程计算的整机模型。建立了用户友好的操作界面,计算结果表明该平台有很高的效率和精度。     

无人水下航行器发射鱼雷可行性仿真分析

为分析无人水下航行器在低速浅水情况下发射鱼雷的可行性,对鱼雷发射后的初始弹道进行建模仿真,通过和鱼雷试验数据进行比对,确定仿真方法正确可行.结合无人水下航行器的性能,分析鱼雷管制舵角和发射速度对初始弹道的影响,确定合理的发射参数.然后绘制鱼雷冲角、俯仰角和速度的变化曲线,分析鱼雷姿态,确保结论的正确性.仿真结果表明在合理设置发射参数的前提下,鱼雷航行姿态正常,鱼雷初始弹道能够满足发射要求,鱼雷从无人航行器发射是完全可行的.     

基于UE的水下机器人动态仿真平台设计与实现

仿生水下机器人需要大量的训练数据来模仿水下生物的各种任务;然而,真实物理环境中的高成本使得仿真成为应对这一挑战的可行工具;目前,多数的仿真平台对于仿真环境的设计较为简单,缺乏在保证模拟真实性的条件下构建大型复杂场景的能力;为了解决仿真平台环境建模能力的不足,提高仿真效果的可视化程度,采用虚幻引擎（Unreal Engine,UE）、AirSim和分布式算法仿真平台（Distributed Algorithm Simulation Platform, DASP）相结合的方案,设计了一款应用于仿生水下机器人的动态交互仿真测试平台;并通过LQR控制器控制仿生机器鱼跟踪目标轨迹对仿真平台的可视化和有效性进行了测试;仿真结果表明该仿真平台在交互性、真实性、可视化和仿真效果等方面表现出较高的优势。