鱼雷自动控制系统第二版教学设计 (2)
鱼雷自导信号与信息处理课程设计
鱼雷自导信号与信息处理课程设计一、课程设计背景与意义随着现代军事技术的发展，鱼雷作为一种重要的水下攻击武器，被广泛应用于海军中。
鱼雷的自导系统是鱼雷攻击的关键，而鱼雷自导信号和信息处理是实现自导系统的核心技术。
因此，对于鱼雷自导信号和信息处理的研究与实践具有重要的现实意义和远景应用。
本课程设计的目的是基于鱼雷自导信号的原理和特点，通过对鱼雷自导信号的分析和处理，实现对鱼雷目标的描述、跟踪和攻击，进而深入探讨鱼雷自导技术的应用和发展。
二、课程设计内容1. 鱼雷自导信号的特点和分析通过对鱼雷自导信号的理论分析和仿真实验，了解其发射特点、传播过程、接收机制等。
并讨论如何通过自检、预处理等方式，对鱼雷自导信号进行有效地捕获、处理和提取，以实现对鱼雷攻击目标的跟踪、描述和识别。
2. 鱼雷自导信息处理的优化和实现根据鱼雷自导信号的特点和需求，建立合适的信息处理模型和方法，包括信号预处理、信噪比分析、跟踪算法、目标识别算法等。
通过MATLAB等编程软件，模拟和实现鱼雷自导信息处理的优化和提高。
3. 鱼雷攻击的实现与仿真基于鱼雷自导信息处理的结果，实现对鱼雷目标的准确定位和实时追踪，并探讨如何应用鱼雷自导技术进行攻击。
通过搭建虚拟仿真环境，模拟鱼雷攻击过程，验证鱼雷自导技术的可行性和效果。
三、课程设计目标与评估标准1. 课程设计目标•理解鱼雷自导信号的特点和传播原理•掌握鱼雷自导信号的捕获、分析和提取技术•建立鱼雷自导信号的信号处理模型和方法•掌握目标跟踪和识别的算法和实现技术•实现鱼雷攻击的模拟仿真和效果展示2. 课程设计评估标准•课程设计报告的完整性和规范性•课程设计方案的创新性和可行性•鱼雷自导信号分析和处理的精度和效率•鱼雷攻击的模拟仿真的准确性和真实性•实验结果的科学性和可重复性四、课程设计阶段和时间安排1. 阶段一：题目确定（1周）确定课程设计题目，并初步了解鱼雷自导信号与信息处理的基本概念和技术。
自动控制系统第二版课后答案
自动控制系统第二版课后答案第一章答案1.什么是自动控制系统？–自动控制系统是由输入部分、输出部分和控制部分组成的一种系统。
输入部分接受所要控制的对象的相关信息，输出部分根据输入信息和控制部分的指令对控制对象进行控制。
2.简述自动控制系统的几个重要特点。
–自动控制系统具有稳定性、准确性、快速性和适应性等特点。
稳定性指系统的输出变化幅度有限；准确性指输出与期望值接近；快速性指系统的动态响应能快速完成任务；适应性指系统能够对不同工况及扰动具有一定的抵抗能力。
3.什么是反馈控制系统？–反馈控制系统是一种通过对系统输出与期望值的比较，根据比较结果进行调节，实现系统稳定工作的方式。
它通过将输出信号进行反馈，与输入信号相结合，再经过控制部分的处理，对控制对象进行操作。
4.自动控制系统的主要组成部分有哪些？–自动控制系统主要由控制对象、执行部件、传感器、执行器、控制器和外部输入信号等组成。
控制对象是自动控制系统需要对其进行控制的对象；执行部件是实现控制器指令的机械或电子装置；传感器负责将控制对象的信息转换为电信号；执行器是根据控制器的指令对控制对象进行操作的装置；控制器主要是根据输入信号和控制算法产生输出指令的部分；外部输入信号是指系统工作过程中输入的干扰。
5.解释控制过程中的负反馈作用。
–控制过程中的负反馈作用主要是通过比较控制系统的输出信号与期望值，将比较结果作为参考，对控制器进行调节，使输出信号逼近期望值，从而实现控制对象的稳定工作。
6.什么是开环控制系统？–开环控制系统是一种只根据输入信号进行控制的系统，无法通过对输出信号进行反馈来调节控制过程的系统。
第二章答案1.什么是传递函数？–传递函数是描述系统输入与输出之间关系的数学模型。
它是系统输出和输入的比值，通常用符号G(s)表示。
2.传递函数有哪些常见形式？–传递函数的常见形式有分式形式、差分形式和积分形式等。
3.简述串联结构和并联结构。
–串联结构是将多个系统按照输入—输出依次链接起来，形成一个整体的控制系统。
航空反潜鱼雷自动检测系统的设计
由于检 测 系统检 测 主要 测试 鱼 雷 的工 作性 能 ，所 集 ，结构 复 杂，对 相 应 的检 测提 出 了更 高 的要求 。然 以鱼雷 各 检 测 节 点 的 信 号 必 须 在 鱼 雷 工 作 状 态 下 获 而 ，现 有 的检测 设备 存 在 以下不 足 ： （ ） 自动化 程 度 取 。该 系统 实 质上 是在 鱼雷 海上 试验 的一 个物 理 仿 真 １ 低 ，检 测 时间过 长 且劳动 强 度大 ；（ ）专 用 强 ，扩 展 条 件 下检 测的 。主控 计 算机 发 出各 种指 令 ， 各被 控部 ２ 能 力差 ，检测 设备 多 ；（ ）故 障判别 和 定 位过 分 地 依 分 向 鱼雷提 供 相 应 的 电压 信 号 ，使 鱼 雷 处 于 “ ３ 航行 ” 赖 于检测 人 员的经 验 ；（ ）检测 结 果难 以反 映 系统 的 中。 采集 电路 采样 鱼雷 各测试 节 点 信号 ，送 主控 计算 ４ 工 作状态 。 国外 鱼雷 生产 发达 国家均 采用 了 先进 的 鱼 机 检 测，并 将 所有 的检 测结 果送 打 印机打 印输 出。
维普资讯
计 算 机 测 量 与 控 制 ． ０ ２． ０ ９ ２ ０ １（ ）
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６ ０４ ・
Ｃｏ ｐ ｅ Ｍ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｍ ｕｔｒ ａ ｕ ｅ ｎｔ ＆
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文 章 编 号 ：６ １ ５ ８ ２ ０ ）９—００ ０ １７ —４ ９ （ ０２ ０ ６ ４— ２
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第九章现代控制理论在鱼雷上的应用PPT课件
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0
(an1
kn
)
对应的闭环系统的特征方程为
D ( s ) s n ( a n 1 k n ) s n 1 ( a 1 k 2 ) s ( a 0 k 1 )
将普通状态方程变换为可控标准型的方法
SISO被控系统可以用状态状态方程来描述
X AX bU
Y
CX
对应系统的传递函数
G(s)bns1snn 1an b1nsn2s1n 2a 0b0
设Q矩阵为非奇异矩阵 P Q1 ，设 X(t)PX(t) 则
X(t)P1X(t)
将此式代入上面的状态方程得
P1X AP1X bU Y CP1X
即可求出反馈增益矩阵Ｋ。 用状态反馈实现极点配置的步骤如下：
(1)根据系统的性能指标，确定期望的闭环控制 系统的特征方程
D * ( s ) s n a n * 1 s n 1 a 1 * s a 0 *
(2)原控制系统的特征方程 D (s ) s n a n 1 s n 1 a 1 s a 0
(3)求可控标准型下的反馈增益矩阵
K a 0 * a 0a 1 * a a n * a n 1
(4)求Q
Q q 1 q 2 q n
鱼雷自动控制系统试卷及答案
鱼雷自动控制系统试卷1一、概念题（每小题5分；共30） 1、鱼雷弹道的袋形深度 2、小扰动线性化 3、自由角 4、横舵管制 5、半实物仿真实验 6、捷联式惯导系统二、简答题（每小题6分，共30分）1、对没有横滚控制的鱼雷，试述鱼雷总统设计时重心侧移和重心下移的作用。
2、为了减小回旋横滚，往往将直鳍舵设计成什么样子？解释这种设计对回旋横滚的作用。
3、绘制鱼雷自动控制系统原理框图。
4、铰链力矩指什么？有什么作用？5、简述回旋运动对深度误差的影响。
三、控制系统的状态方程为（20分）⎪⎩⎪⎨⎧=+=•CXY bUAX X 其中，⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--=1210061000A ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=001b ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=321x x x X []001=C试用极点配置方法，确定反馈增益矩阵[]321k k k K =，使闭环系统的特征值为2*1-=λ，j +-=1*2λ，j --=1*3λ 四、鱼雷横滚控制系统如下图所示：（20分）图中，鱼雷横滚控制系统的开环传递函数为])[()1()(0441212001v A s J s s k v A k s G mx x mx ωδδλ+++= 试用渐近稳定频域判据,求该非线性系统的渐近稳定条件。
答案一、概念题（每小题5分；共30）1、答：指鱼雷发射后的航行过程中跳离水面的现象。
一般是不允许鱼雷跳水的，因为跳水不仅破坏了鱼雷的隐蔽性，而且也会影响某些部件工作可靠性。
2、在小扰动条件下，在“工作点”附近略去高阶小量，将物理过程的非线性关系简化为线性关系。
3、自由角指为了使鱼雷在设定深度上航行，必须保持平衡，可在鱼雷发射之前预先将横舵转动一个角度，这个预先设定的横舵角习惯上称为自由角。
4、管制指在鱼雷初始航行阶段，将横舵锁定在某一范围或一定的角度上。
5、所谓半实物仿真，就是将系统的一部分用实际装置，另一部分用数学模型在计算机省运行，并用适当的实验设备将实际装置于计算机连接起来。
鱼雷自动控制
一 1、鱼雷自动控制系统的发展过程及趋势鱼雷控制系统的发展过程：机械------气动式：惯性深控装置，靠水压板和摆锤的机械运动操纵舵面偏转电子式鱼雷深度控制系统：电深控装置（自动驾驶仪），通过电信号的处理输出操舵信号 计算机控制系统：计算机采集敏感元件输出的模拟、数字信号，计算后输出操舵信号趋势在高性能计算机、惯性导航系统、智能自导系统、现代控制理论等技术的支持下，鱼雷自动控制系将向着信息化、综合化、智能化、高精度方向发展。
2、鱼雷控制系统的组成与基本原理一般的自动控制系统由被控对象、传感器（敏感元件）、控制器、执行机构组成鱼雷自动控制系统主要由自动控制装置（自动驾驶仪）和被控对象（鱼雷）组成（放大） （舵机） 运动参数设定/导引指令------信息处理器-------伺服机构--------舵面----------雷体------。
------。
。
敏感元件。
工作原理：敏感元件测量鱼雷的实际运动参数，并输出相应信号同运动参数的设定值比较，但鱼雷偏离基本的战术基准弹道时，即产生偏差信号，经信息处理器综合放大后，成为符合控制规律的信号，操纵伺服机构（称为舵机），使舵面产生相应偏转。
当鱼雷到达战术要求的航行状态时，控制信号为零，舵面回到平衡状态，鱼雷按所要求的弹道航行。
二、1、鱼雷的姿态角（欧拉角）βαϕψθ侧滑角、流体动力角、攻角倾斜角弹道偏角弹道倾角向、鱼雷重心的瞬时运动方横滚角偏航角俯仰角32ΦψΘ2.此式说明鱼雷流体动力和力矩由以下几个部分组成（1）第一项R0(v)和M0(v)表示当w=v 点=w 点=0时，由瞬时速度v 所引起的流体动力和力矩，称为定常平移力或位置力。
这一项是流体动力和力矩的主要部分。
（2）第二项是由瞬时角速度w 所引起的附加流体动力和力矩称为定常旋转力或阻尼力这一部分流体动力和力矩是瞬时角速度w 的线性函数。
（3）第三项和第四项是由瞬时加速度v 点和瞬时角加速度w 点所引起的附加流体动力和力矩，称为非定常力或惯性力。
火箭助飞鱼雷程序弹道自适应控制系统设计
引 言
在 诸 多 的反潜 武器 中 ， 火箭 助 飞 鱼雷具 有 速 度 高、 射程 远 、 反应 快等 优点 。但 其在空 中段 飞行过程
中 ， 些 参 数 会 发 生 变 化 ， 如 ， 料 的 消 耗 和 级 间 某 例 燃 分 离 使 质 量 、 心 发 生 变化 ， 种 动 力 学 参 数 随 飞 行 质 各
摘
要 ： 对 火 箭 助 飞 鱼 雷 空 中段 飞行 过 程 中 随 机 干 扰 大 、 力 学 参 数 变 化 剧 烈 等 特 点 ， 自适 应 控 制 方 法 引入 火 箭 助 针 动 将
飞鱼 雷 空 中段 控 系 统 ， 根 据 Ｎ ｒｎ ｒ 提 出 的 只利 用 系 统 输 入 输 出量 的 模 型 参考 自适 应 控 制 理 论 设 计 了 其 自适应 控 制规 并 ａｅｄ ａ 律 ， 真结 果 证 明该 控 制 系 统 能 够克 服 动 力 学 特 性 的 变 化并 有 较 高 的制 导 精 度 及 较 强 的 抗 干 扰能 力 。 仿
火 箭 助 飞 鱼 雷 程 序 弹 道 自适 应 控 制 系 统 设 计
陈 法扬 康凤 举 赵 晓冬 关 宇。 ， ， ，
（． 北 工 业 大 学 航 海 学 院 ， 安 １西 西 ７ ０ ７ ， ． 军驻 上 海 地 区航 天 系 统 军 事 代 表 室 ， 海 １ ０２ ２ 海 上 ２ ０３ ） ０ ２ ３
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整理
第一章1 鱼雷：是一种自动推进并按预定的航向和深度航行，自动导向目标且在命中目标时能自动爆炸的水中兵器。
2 鱼雷武器的特点：鱼雷武器的进攻性强、鱼雷武器的隐蔽性好、鱼雷武器的破坏威力大、鱼雷武器战斗使用广泛3 鱼雷的种类繁多，试按照动力装置、直径、制导方式对其分类。
按动力装置分为：热动力鱼雷和电动力鱼雷按直径分为：重型鱼雷（直径为533mm或大于533mm）和轻型鱼雷(直径为324mm或小于324mm)，重型鱼雷的装药量一般在200kg以上，可用于睡眠舰艇获潜艇；轻型鱼雷的装药量一般小于100kg，主要用于反潜。
按制导方式分为：直航鱼雷、自导鱼雷、线导鱼雷等按攻击对象分为：反舰鱼雷、反潜鱼雷按运载工具分为：舰用、潜用、空投、火箭助飞鱼雷4 鱼雷的基本系统包括：战斗部、动力推进系统、制导系统、总体结构等。
各部分的作用：总体结构：把各个部分进行合理布置和联接，以组成鱼雷整体，并使其具有良好的总体性能战雷段：对目标起直接破坏作用动力推进系统：决定鱼雷的航程和速度制导系统：导引和控制鱼雷能准确地命中目标，可分为三种基本类型：自控系统、自导系统、线导系统5简述鱼雷在海战中的作用1）是反潜的主要武器由于潜艇战斗性能的改进和它在海上战斗行动中作用的增大，反潜战成为各国海军非常突出的问题，将是一项极为艰巨的任务。
2）用于攻击水面战舰及反航母航母和大中型水面舰艇及编队具有较强的对空，对海防御能力，采用潜艇携带鱼雷隐蔽攻击，远距离突袭是反航母及打击大中型水面舰艇的有效方法和战术。
3）破坏海上运输航线潜艇具有较长时间的海上独立活动能力，携带鱼雷武器，能在水下隐蔽，突然准确地给予运输船只以威力巨大的打击。
航空兵也可在远距离外用鱼雷快速突击。
4）袭击水下设施鱼雷可以用来破坏敌人的港口、码头、船坞、水闸和其他水下工程，以及各种水下障碍，有使用方便、破坏效果彻底等特点。
6 鱼雷已经历经了一个多世纪的发展，请对第一枚鱼雷、第一枚热动力雷、第一枚电动力雷和第一枚声自导雷的诞生做一介绍。
鱼雷自动控制系统实验指导书
鱼雷自动控制系统实验指导书杨惠珍张福斌编西北工业大学航海学院前言“鱼雷自动控制系统”是西北工业大学航海学院自动化专业的特色专业课，其实用性和工程性很强。
实验教学是该课程教学的重要环节之一，通过实验教学激发学生的学习兴趣，激励学习积极性，培养学生的创造性。
根据这一原则，我们为“鱼雷自动控制系统”课程设置了四个实验，其中基础实验2个，综合实验2个。
通过鱼雷控制系统的分析与设计基础实验，使学生理解和掌握课堂理论教学的内容；通过半实物仿真试验，使学生了解鱼雷控制系统工程研制的手段和方法；通过驾驶仪控制率及程序设计实验，培养主观能动性，启发学生的创新精神和意识。
该实验指导书概述了实验的目的、原理、步骤和实验报告要求。
学生在实验前应根据指导书所述实验内容，掌握和了解鱼雷自动控制系统和自动控制理论等相关知识，掌握MATLAB软件和C语言的基本编程技术。
实验过程中，注意观察和提问。
实验报告一般包括实验名称、实验目的、方案设计、数据分析和结果讨论等内容，反映了学生对知识的理解和应用能力，是成绩考核的重要依据。
实验一 鱼雷深度控制系统分析一、实验目的（1）了解鱼雷深度控制系统的基本组成和基本原理。
（2）掌握具有俯仰角信号的鱼雷深控系统原理，了解控制参数y c 和c θ对系统稳定性的影响。
二、实验原理鱼雷深度控制系统是由鱼雷、设定装置、测量与反馈装置、校正装置、横舵伺服机构等组成的闭环反馈控制系统，其作用是保证鱼雷在发射以后或航行过程中，能自动达到战术所要求的航行深度，并能克服各种干扰保证鱼雷在所要求的深度上稳定航行，或者操纵鱼雷按照预先设定的程序或自导指令自动变换航行深度。
图1所示是一种俯仰角、深度双闭环鱼雷深度控制系统。
图1 双环控制的深控系统原理结构图其中，θc 为纵倾调节系数，y c 为深度调节系数，105.01)(+=s s G δ，)112.0)(122.1(133.00.4)(+++=s s s s s G θ， )133.0()106.0)(121.0(41.0)('++-+=s s s s s G y 。
鱼雷控制系统计算机辅助分析设计与仿真课程设计
鱼雷控制系统计算机辅助分析设计与仿真课程设计简介鱼雷控制系统是一种用于海上军事作战的重要装备。
为了能够更好地研究和设计鱼雷控制系统，需要使用现代计算机技术来进行辅助分析和仿真。
本课程设计旨在提供计算机辅助分析设计与仿真的基础知识和技能，帮助学生更好地掌握鱼雷控制系统的设计与开发。
课程安排本课程设计将分为以下几个部分：第一部分：理论知识介绍（预计时间：2周）本部分将介绍课程设计所需要的理论知识。
具体内容包括： - 鱼雷控制系统的基本原理 - 现代计算机技术在鱼雷控制系统中的应用 - 计算机辅助分析设计与仿真的基本概念和方法第二部分：软件使用技能训练（预计时间：4周）本部分将介绍鱼雷控制系统的仿真软件，并通过实际操作，让学生掌握软件的使用技能。
具体内容包括： - 仿真软件的安装和配置 - 仿真软件的基本功能和操作方法 - 鱼雷控制系统仿真场景的设定和调整第三部分：鱼雷控制系统仿真设计（预计时间：4周）本部分将要求学生根据指定的仿真场景，使用仿真软件完成鱼雷控制系统的设计。
具体内容包括： - 仿真场景的设定和要求 - 鱼雷控制系统的设计和调整 - 仿真结果的分析和报告撰写第四部分：课程总结与展望（预计时间：1周）本部分将对本课程设计进行总结，并展望计算机辅助分析设计与仿真在鱼雷控制系统研究领域的未来发展方向。
学习方法学生可以通过以下方式获得本课程设计的学习资料和支持： - 在线课程：本课程设计的学习资料将以在线课程的形式提供，学生可以通过网络随时随地进行学习。
- 项目文档：本课程设计的项目文档将提供详细的指导和要求，学生可以根据文档进行实践和操作。
- 讨论区支持：本课程设计将设立讨论区，学生可以在讨论区与老师和同学进行交流和讨论，获得支持和帮助。
参考资料•蔡健祥.现代控制原理与应用[M].北京:高等教育出版社,2003.•杨永华. Matlab在控制系统设计中的应用[M]. 北京: 科学出版社, 2006.•任合忠, 江女.军事仿真及其应用[M]. 北京: 国防工业出版社, 2005.结语本课程设计将以计算机辅助分析设计与仿真为核心内容，通过理论介绍、实践操作和课程总结等环节，帮助学生更好地掌握鱼雷控制系统的设计和开发过程。
教学制导鱼雷的工作原理
教学制导鱼雷的工作原理教学制导鱼雷是一种用于海上教学训练以及实战演练的武器系统。
它能模拟真实战场下的各种复杂环境，使训练者能够接受高度逼真的实战训练。
本文将介绍教学制导鱼雷的工作原理，包括其核心组成部分、功能以及基本原理。
1. 教学制导鱼雷的组成部分教学制导鱼雷主要由以下几个核心组成部分构成：(1) 引导系统：引导系统是教学制导鱼雷的核心部件，它能够实时获取目标信息，并对其进行跟踪、定位和识别。
(2) 控制系统：控制系统是教学制导鱼雷的智能部分，它能够根据引导系统提供的目标信息，自主地进行航向调整和速度控制。
(3) 作战系统：作战系统包括弹头、引信等部分，它能够在接近目标时起爆，有效地击毁或禁止目标。
(4) 通信系统：通信系统能够实现鱼雷与外界指挥控制系统之间的信息交互，确保命令的传递和执行。
2. 教学制导鱼雷的工作原理教学制导鱼雷的工作原理主要分为搜索、追踪和攻击三个阶段：(1) 搜索阶段：教学制导鱼雷在此阶段通过自身的引导系统对海域进行搜索，获得目标的位置和运动信息。
引导系统利用声纳、激光或雷达等各种传感器技术，探测并锁定目标。
(2) 追踪阶段：在搜索到目标后，教学制导鱼雷将进入追踪阶段。
控制系统利用引导系统提供的目标信息，计算并调整鱼雷的航向和速度，以便跟随目标。
(3) 攻击阶段：一旦教学制导鱼雷靠近目标，作战系统将根据预设条件触发攻击。
弹头将被引信引爆，对目标造成破坏或禁用。
3. 教学制导鱼雷的功能应用教学制导鱼雷在军事训练和实战演练中发挥着重要作用：(1) 训练应用：教学制导鱼雷能够为水面舰艇和潜艇提供高质量的模拟实战训练，使训练者能够获得真实的战斗经验。
(2) 战术应用：教学制导鱼雷可以在实战中发挥重要的作用，对敌方舰艇和潜艇实施精确打击，破坏或禁用敌方目标。
(3) 研究应用：通过对教学制导鱼雷的研究和开发，可以不断提高其性能和精确度，推动鱼雷技术的发展。
总结：教学制导鱼雷是一种用于海上教学训练和实战演练的重要武器系统。
基于鱼雷武器的作训仿真系统设计与研究
基于鱼雷武器的作训仿真系统设计与研究鱼雷作为一种重要的水下武器系统，在海战中扮演着重要的角色。
为了提高鱼雷的实战能力和水面舰艇的水下作战能力，设计和研究基于鱼雷武器的作战仿真系统是非常必要的。
本文将从系统设计和研究两个方面进行阐述。
首先，基于鱼雷武器的作战仿真系统的设计是一个很重要的环节。
系统设计需要从整体上考虑作战仿真的目标和功能，并制定相应的系统体系结构。
鱼雷作战仿真系统需要包括以下几个主要模块：鱼雷系统模块、舰艇模块、海底地形模块、雷达与声纳模块、作战指挥模块等。
鱼雷系统模块是整个仿真系统的核心部分，包括鱼雷发射、导引、制导等关键技术，可以通过虚拟技术对鱼雷的性能进行模拟和评估。
舰艇模块是鱼雷作战仿真系统中的另一个重要组成部分，可以对水面舰艇的航行、指挥、战术等进行模拟和评估。
海底地形模块可以对水下地形进行三维建模，并与鱼雷系统模块和舰艇模块相结合，实现真实环境下的作战仿真。
雷达与声纳模块可以对水面舰艇和鱼雷进行探测和定位，为作战提供信息支持。
作战指挥模块可以对作战进行规划、指挥和评估，实现对整个作战过程的监控和控制。
其次，基于鱼雷武器的作战仿真系统的研究也是一个关键的方向。
研究需要重点考虑鱼雷系统的性能优化、舰艇与鱼雷的联合作战、作战规划与决策等问题。
首先，研究可以通过仿真来优化鱼雷的发射、导引和制导等技术参数，提高鱼雷的精确度和杀伤能力。
其次，研究可以建立鱼雷与舰艇的联合作战模型，探索鱼雷与舰艇之间的配合方式，提高作战效能。
最后，研究可以在作战仿真系统中加入作战规划与决策模块，通过优化作战方案和决策过程，提高作战指挥的能力。
总的来说，基于鱼雷武器的作战仿真系统的设计和研究对于提高鱼雷的实战能力和水面舰艇的水下作战能力具有重要意义。
通过合理的系统设计和深入的研究，可以提高鱼雷系统的性能和水下作战的效能，提高水下作战的实战能力。
这对于提高我国海军的整体战斗力，维护海上安全和国家利益具有重大影响。
鱼雷自动控制系统
鱼雷自动控制系统
3.对初始弹道的战术技术要求
(1) 调整距离指鱼雷初始弹道所航行的距离，也称初期非 稳定段距离，一般愈短愈好。 (2) 袋形深度指鱼雷发射后形成的袋形弹道的最大深度。 水上发射时，袋形深度(简称袋深)是从水面到鱼雷最大下 潜深度的距离。水下发射时，袋深是从发射中心线到鱼雷 最大下潜深度的距离。 (3) 跳水指鱼雷发射后的航行过程中跳离水面的现象。一 般是不允许鱼雷跳水的，因为跳水不仅破坏了鱼雷的隐蔽 性，而且也会影响某些部件工作可靠性。
鱼雷自动控制系统13鱼雷自动控制系统的基本原理与组成敏感元件测量鱼雷的实际运动参数并输出相应信号同运动参数的设定值进行比较当鱼雷偏离规定的战术基准弹道时即产生偏差信号经信息处理装置自动驾驶仪综合放大后成为符合控制规律的信号操纵伺服机构称为舵机使舵面产生相应偏转
鱼雷自动控制系统
2008-2009学年
第一章 绪论
鱼雷弹道的不同阶段对控制的要求
鱼雷控制系统的基本原理与组成
鱼雷控制系统的战技指标
鱼雷自动控制系统
§1-1 鱼雷及其自动控制系统的发展
鱼雷是一种能在水中自主推进、自动控制、自动导 引的水下航行器，是用以攻击水面或水下目标的水中兵 器。现代鱼雷是一种复杂的高新技术武器，具有速度快、 航程远、隐蔽性好、命中率高和破坏威力大等特点，是 水中的导弹。 鱼雷控制系统的发展经历了机械-电气式结构，到 电子式自动驾驶仪，再到现代的计算机控制系统，并向 着信息化、综合化、智能化、高精度方向发展。
鱼雷自动控制系统
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
鱼雷自动控制系统
§1-2 鱼雷弹道与控制
空投反潜鱼雷弹道示意图
鱼雷自动控制系统
(1) 非操纵运动（空中弹道、初始非控弹道）中，不 加控制，舵角为零或预先设定常值，称为非操纵运动。 (2) 在搜索弹道和非自导鱼雷的末攻击弹道中，按预 先给定的程序航行，舵角取决于实际弹道与战术基准弹 道的偏差。 (3) 在制导鱼雷的导引（追踪）弹道和末攻击弹道中， 舵角取决于目标运动和鱼雷运动两种信息。
自动控制系统-工作原理性能分析与系统调试第二版教学设计 (2)
自动控制系统-工作原理性能分析与系统调试第二版教学设计一、教学目标本教学设计旨在帮助学生：1.掌握自动控制系统的基本原理2.理解自动控制系统的性能参数与测试方法3.学会使用调试工具对自动控制系统进行调试二、教学内容1. 自动控制系统基本原理•自动控制系统的概念及构成•自动控制系统的基本要素•回路的基本组成部分与工作原理2. 自动控制系统的性能参数与测试方法•控制系统的稳态误差与稳态性能•控制系统的动态响应与动态性能•控制系统的传递函数及其应用•控制系统的频率响应及其测试方法3. 自动控制系统调试方法与技巧•控制系统的概念及构成•控制系统调试的基本流程•调试工具的使用三、教学方法1.理论讲授法：在课堂上通过PPT等方式讲解控制系统的基本原理、性能参数和调试方法。
2.实践演示法：通过实验室实践，让学生亲自操作控制系统并观察其性能参数，加深对控制系统的理解和掌握。
3.课程设计法：通过学生分组设计控制系统课程设计，提高学生对自动控制系统的应用能力和创新能力。
四、教学评价方法1.课堂测验：通过给学生进行课堂测验的方式，测试学生掌握控制系统的基本原理、性能参数和调试方法的程度，并进行实时评估。
2.实验报告评估：通过学生实验报告的方式进行评估，综合评价学生对控制系统的掌握和应用能力。
3.提问与回答：在课堂上通过互动提问的方式，引导学生自行思考和探索控制系统的问题，提高课堂学习积极性和深度。
五、教学资源1.教材：《自动控制系统原理》2.实验室设备：PLC、控制面板、电机等3.课件：PPT六、总结通过本教学设计，学生能够更加深入地理解自动控制系统的原理和性能参数，并掌握相关的调试技巧和方法。
同时，通过实验室实践和课程设计，学生的动手能力和创新能力也得到了提升。
鱼雷追踪课程设计
水平面内鱼雷追踪目标某飞行器对水平面内追踪目标，系统结构图如下图所示：测量噪声σ5.80.19 3.6192.42515119.84cos sin y r y y r y e m e m X V Z V ββωδωβωδψωψβ⎧=-+-⎪=--⎪⎪=⎪⎨=ψ⎪⎪=-ψ⎪ψ=-⎪⎩式中β，y ω，r δ，ψ，ψ，m V ，e X ，e Z 分别为航行器侧滑角、偏航角速度、偏航舵偏角、航向角、弹道偏角，速度、以及地面坐标系中X 轴和Z 轴坐标。
飞行器做匀速运动25/m V m s =，初始条件：(0)(0)(0)(0)(0)(0)(0)0y r e e X Z βωδψ====ψ===。
目标运动方程组如下：cos sin T T T T T T T TX V Z V ω⎧ψ=⎪=ψ⎨⎪=-ψ⎩式中T ψ，T ω，T X ，T Z 分别为目标弹道偏角、偏航角速度、纵向距离和侧向距离。
初始条件：5/T V m s =，(0)(0)1500T T X Z m ==，(0)0T ω=当t <20s 时，(0)0.4T T rad ψ=ψ=，目标做匀速运动； 当t ≥20s 时，0.1/T rad s ω=，目标做回旋运动；鱼雷与目标的相对距离为T e X X X ∆=-，T e Z Z Z ∆=-，视线角q 定义为Z q arctg X -∆⎛⎫= ⎪∆⎝⎭q ηψ=-，η为鱼类系中的前置角鱼雷尾追法的操舵律,r k k δη=-——比例系数，k =0.5，10r δ≤ 。
测量噪声ησ为导引头角度测量噪声，ησ服从2(0,0.5)N 正态随机噪声。
终端脱靶量为系统终端时刻F t 所对应的最小的最小距离，Ft r =要求：1）应用C 语言编写程序，计算弹道，并绘制结果曲线。
2） 给出系统脱靶量统计结果（用蒙特卡洛法）。
计算出N 次仿真的脱靶量的均值m 和方差σ，置信区间为m λσ±，作N =30次仿真统计试验时，2.05/λ=95%）。
鱼雷自动控制系统设计-西北工业大学
n0K ( s 1)
s(T1s 1)(T2s 1) C n0K ( s 1)
s(T1s 1)(T2s 1)
T1T2
1 C
( s
1)
s3 (T1 T2 ) s2 (C n0K 1) s 1
C n0 K
C n0K
C n0K
1 C
( s 1)
a3s3 a2s2 a1s
Km
4
G(s) G1(s) 1 G1(s)H (s) 1
s(Tms 1)
Km
ds
1
s(0.5s 1)
10
2.7s
s(Tms 1) f s 1
s(0.5s 1) (0.027s 1)
当G1(s)H (s) ? 1时，
G(s) 1 H (s)
1 ds
1 2.7s
f s 1 0.027s 1
当G1(s)H (s) = 1时，
G(s)
G1(s)
Km s(Tms 1)
4 s(0.5s
1)
当G1(s)H (s) 1时，
Km
ds
Km d
1
s(Tms 1) ( f s 1) (Tms 1)( f s 1)
L(dB)
2 KT
0.157
kp
k n0k
3.18 2.23 1.09 1.31
L(dB) 20 0 0.1
20
20dB / dec 2.86
6.37Biblioteka 1c1040dB / dec
（度）
0
90o
180o
（c 度）
图8.10 按典型Ⅰ系统设计的航向控制系统bode图
(C ) arctg
鱼雷的智能化原理与应用
鱼雷的智能化原理与应用1. 引言鱼雷作为一种重要的水下作战武器，一直被广泛应用于海军领域。
然而，传统的鱼雷在使用过程中存在诸多限制和不足，无法适应现代水下战争的需要。
为了提高鱼雷的作战效能和战场适应性，智能化技术开始被引入鱼雷系统中。
本文将介绍鱼雷的智能化原理与应用。
2. 鱼雷智能化的原理鱼雷智能化的原理主要包括感知与控制两个方面：2.1 感知鱼雷的智能化需要通过各种传感器获取周围环境的信息，以实现对目标的感知。
常用的传感器包括声呐、雷达、光学传感器等。
这些传感器能够探测周围的声波、电磁波和光线等信号，并将其转化为数字信号进行处理和分析。
2.2 控制鱼雷智能化的控制是指通过算法和逻辑控制鱼雷的行为和动作。
智能化控制通常包括航向控制、深度控制、速度控制等。
这些控制需要结合传感器的输入信息进行实时调整，以实现精确的目标追踪和打击。
3. 鱼雷智能化的应用鱼雷智能化的应用可以提高鱼雷的作战效能和适应性，在水下作战中发挥重要作用。
以下是几个鱼雷智能化的应用场景：3.1 目标识别与追踪通过智能化的目标识别算法，鱼雷可以实时分析周围环境中的目标，并对其进行分类和追踪。
鱼雷可以根据目标的特征，例如声音、射频等进行准确的目标判断和跟踪，以实现精确的打击。
3.2 自主导航与规避障碍物智能化技术使得鱼雷具备了自主导航和规避障碍物的能力。
通过集成GPS、惯性导航系统以及环境感知传感器，鱼雷可以实时感知周围环境并进行路径规划与调整，以避开障碍物并寻找最佳的攻击位置。
3.3 多目标协同攻击鱼雷智能化的应用还可以实现多目标的协同攻击。
通过对多枚鱼雷进行协同控制和通信，可以实现对多个目标进行协调打击。
这种协同攻击可以提高打击效果和成功率，更好地适应复杂的作战环境。
3.4 电力控制与节能优化智能化技术还可以实现对鱼雷的电力控制和节能优化。
通过对鱼雷动力系统的智能控制和优化调整，可以降低电力消耗、延长续航时间，并提高整体的作战效能。
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鱼雷自动控制系统第二版教学设计
1. 前言
鱼雷自动控制系统是一种复杂的控制系统，具有广泛的应用领域，例如水下探测、海洋资源调查、钻井平台和潜水器等领域。
本教学设计旨在介绍鱼雷自动控制系统的第二版，涵盖了硬件和软件两个方面的内容。
2. 教学目标
本教学设计旨在帮助学生了解鱼雷自动控制系统的原理和应用，掌握其设计和实现方法，具备自主研发和应用鱼雷自动控制系统的能力。
具体目标包括：
•了解鱼雷自动控制系统的原理和应用；
•掌握鱼雷自动控制系统的硬件和软件设计方法；
•熟悉鱼雷自动控制系统的实现过程；
•具备自主研发和应用鱼雷自动控制系统的能力。
3. 教学内容
3.1 系统框图和原理图
系统框图和原理图是鱼雷自动控制系统设计的基础，本部分将详细介绍鱼雷自动控制系统的系统框图和原理图。
3.2 硬件设计
硬件设计是鱼雷自动控制系统的关键，本部分将详细介绍鱼雷自动控制系统硬件设计的流程和方法，包括传感器选择和接口设计等。
3.3 软件设计
软件设计是鱼雷自动控制系统的核心，本部分将详细介绍鱼雷自动控制系统软件设计的流程和方法，包括系统架构和程序设计等。
3.4 系统实现
系统实现是鱼雷自动控制系统的最终目的，本部分将介绍鱼雷自动控制系统实现的步骤和方法，包括系统调试和测试等。
4. 教学方法
本教学设计采用“理论讲解 + 实践操作”教学方法，具体实施方案如下：•第一周：系统框图和原理图的讲解和绘制；
•第二周：传感器选择和接口设计的讲解和实践；
•第三周：系统架构和程序设计的讲解和实践；
•第四周：系统调试和测试。
5. 教学评价
教学评价是教学工作的重要环节，本教学设计采用综合评价的方法，包括知识测试、实验报告、课堂表现和项目成果等，其中项目成果将作为最终评价指标。
6. 结语
鱼雷自动控制系统是一种复杂的控制系统，本教学设计旨在帮助学生掌握鱼雷自动控制系统的设计和实现方法，具备自主研发和应用的能力，为学生的技术培养和就业发展提供支持。