采用超前滞后补偿方案某型鱼雷航向控制系统设计
采用超前滞后补偿方案某型鱼雷航向控制系统设计答辩稿
服机构使舵面产生相应偏转。当控制信号为零，舵面回到平衡，
鱼雷按所需要求的弹道航行。
5
自动控制系统的一般性能指标：
（2）稳态精度（反映控系统的准确性，用稳态误差表示，即系统
输出稳态响应的期望值与实际值之差） （3）调整时间（反映系统响应过程的快速性，取决于正确的选择 控制规律） （4）超调量（系统的主要动态性能指标，表示系统响应过程的稳 定性）
G (s)
闭环传递函数：
Kr K ( s 1)
s(T3 s )(T4 s 1)(T s 1)
G (s)
K r K ( s 1) K r K ( s 1)
s(T3 s )(T4 s 1)(T s 1) K r K ( s 1)
求得：e1.395ts
5%
， ts
3 3 2.15s a 1.395
9
2.频率特性分析： 根据上述开环传递函数表达式，可得系统的开环频率特性： KrK j 1 G( j ) j T 3 j 1 T 4 j 1 T j 1
根据以上分析，再次表明，舵机时间常数 Ts 对航向系统产生不利影响， 使其动态性能指标下降；增益 K r 值有一个临界值，当其大于临界值时，系统 将变得不稳定。为了保证一定的动态性能指标，K r 值一般不适宜选的过大。
11
系统方案设计
本设计选用超前补偿控制器对某型鱼雷航向控制系统设计
串联超前校正系统结构图
1 21.93, 2 5.28, 3,4 1.395 i3.554
特征方程有两个实根，以指数的形式衰减，其动态特性主 要由共额复根决定，即
(t ) A1e21.93t A2e5.28t A5e1.395t (sin 3.554t ) A5e1.395t (sin 3.554t a ) 21.93t B2e5.28t e1.395t B5 sin(3.554t 1 ) e1.395t B5 sin(3.554t b ) (t ) B1e 21.93t 5.28t 1.395t 1.395t ( t ) C e C e e C sin(3.554 t ) e C5 sin(3.554t c ) 1 2 5 1 r
鱼雷自动控制系统第二版教学设计 (2)
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。
鱼雷状小型无人艇路径跟踪控制系统研制
收稿日期：２０２２－１１－２４基金项目：国家自然科学基金（１１５７４１２０）；江苏省产业前瞻与共性关键技术项目（ＢＥ２０１８１０３）引用格式：翁昱，曾庆军，李维，等．鱼雷状小型无人艇路径跟踪控制系统研制［Ｊ］．测控技术，２０２３，４２（１０）：８９－９５．ＷＡＮＧＹ，ＺＥＮＧＱＪ，ＬＩＷ，ｅｔａｌ．ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＰａｔｈＴｒａｃｋｉｎｇＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＳｍａｌｌＵｎｍａｎｎｅｄＴｏｒｐｅｄｏ ＬｉｋｅＢｏａｔ［Ｊ］．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆ＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２３，４２（１０）：８９－９５．鱼雷状小型无人艇路径跟踪控制系统研制翁 昱１，曾庆军１，李 维２，李 昂１，戴晓强１（１．江苏科技大学自动化学院，江苏镇江 ２１２１００；２．江苏科技大学计算机学院，江苏镇江 ２１２１００）摘要：为了提高无人艇在水域作业时的航向跟踪精度，自主设计了一款鱼雷状小型无人艇路径跟踪控制系统。
该系统由岸基控制系统和艇载控制系统组成，具有自主巡航和手动控制２种工作模式。
岸基控制系统通过数传电台与艇载控制系统进行信息交互，显示传回的状态信息并下达控制指令，在自主航行模式下完成ＢＤ０９与ＷＧＳ８４的坐标系转换、期望航向角计算和目标点更新；艇载控制系统采用ＳＴＭ３２Ｆ４２９作为控制芯片，完成数据采集和运动控制，在自主巡航模式下提供位置和航向数据，通过路径跟踪控制器输出的舵机ＰＷＭ信号调整航向。
实验表明设计的路径跟踪控制系统运行稳定，精度较高。
关键词：无人艇；鱼雷状；路径跟踪；控制系统中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００－８８２９（２０２３）１０－００８９－０７ｄｏｉ：１０．１９７０８／ｊ．ｃｋｊｓ．２０２３．０２．２１６ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＰａｔｈＴｒａｃｋｉｎｇＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＳｍａｌｌＵｎｍａｎｎｅｄＴｏｒｐｅｄｏ ＬｉｋｅＢｏａｔＷＥＮＧＹｕ１牞ＺＥＮＧＱｉｎｇｊｕｎ１牞ＬＩＷｅｉ２牞ＬＩＡｎｇ１牞ＤＡＩＸｉａｏｑｉａｎｇ１牗１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ牞ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ牞Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２１００Ｃｈｉｎａ牷２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ牞ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ牞Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２１００Ｃｈｉｎａ牘Ａｂｓｔｒａｃｔ牶Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｕｒｓｅｔｒａｃｋｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙｏｆｕｎｍａｎｎｅｄｂｏａｔｉｎｗａｔｅｒ牞ａｓｍａｌｌｕｎｍａｎｎｅｄｔｏｒ ｐｅｄｏ ｌｉｋｅｂｏａｔｐａｔｈｔｒａｃｋｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆａｓｈｏｒｅ ｂａｓｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍａｎｄａｎｏｎｂｏａｒｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．Ｉｔｈａｓｔｗｏｏｐｅｒａｔｉｎｇｍｏｄｅｓ牶ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｃｒｕｉｓｅｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅａｎｄｍａｎｕａｌｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅ．Ｔｈｅｓｈｏｒｅ ｂａｓｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｃａｒｒｉｅｓｏｕｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｗｉｔｈｔｈｅｏｎ ｂｏａｒｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｔｈｒｏｕｇｈｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｒａｄｉｏ牞ｄｉｓｐｌａｙｓｔｈｅｒｅｔｕｒｎｅｄｓｔａｔｕｓｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ牞ｇｉｖｅｓｃｏｎｔｒｏｌｉｎ ｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ牞ａｎｄｃｏｍｐｌｅｔｅｓｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｒｏｍＢＤ０９ｔｏＷＧＳ８４牞ｔｈｅｅｘｐｅｃｔｅｄｃｏｕｒｓｅａｎｇｌｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｔａｒｇｅｔｐｏｉｎｔｕｐｄａｔｅｉｎｔｈｅａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｎａｖｉｇａｔｉｏｎｍｏｄｅ．ＴｈｅｏｎｂｏａｒｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｕｓｅｓＳＴＭ３２Ｆ４２９ａｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｃｈｉｐｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ牞ｉｔｐｒｏｖｉｄｅｓｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｈｅａｄ ｉｎｇｄａｔａｉｎｔｈｅａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｎａｖｉｇａｔｉｏｎｍｏｄｅａｎｄａｄｊｕｓｔｓｈｅａｄｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｏｕｔｐｕｔＰＷＭｓｉｇｎａｌｏｆｔｈｅｓｔｅｅｒｉｎｇｅｎｇｉｎｅｂｙｔｈｅｐａｔｈｔｒａｃｋｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｐａｔｈｔｒａｃｋｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｒｕｎｓｓｔａｂｌｙａｎｄｈａｓｈｉｇｈａｃｃｕｒａｃｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｕｎｍａｎｎｅｄｂｏａｔ牷ｔｏｒｐｅｄｏ ｌｉｋｅ牷ｐａｔｈｔｒａｃｉｎｇ牷ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ 无人艇［１］是依靠遥控或自动控制方式在水面航行的无人智能化平台。
基于ADC模型的某型鱼雷自导系统作战效能分析
关 键 词 ： 雷 ；自导 系 统 ；Ａ 鱼 ＤＣ模 型 ； 能 分 析 效
中 图 分 类 号 ：ＴＪ ３ ． ６０ ２ 文 献 标 识 码 ：Ａ
武器系 统作战效 能是指 表示武器 系 统能 在规 定 的环境 条 件下 和 规 定 时间 内 完成 给定 任 务 之程 度 的指 标 。它表示该 系统完 成给定 战斗任务 的能力 ， 武器 系统最基本 的综合 性能 ， 是 是设计 、 研制 、 产和使用 部 门 生 所追求 的最终 目标 。某 型鱼雷 自导系统 作战效 能的研究 是评 价 系统 的质量 、 合理 使 用鱼 雷 的重 要条 件 和依 据 。特别 是在新 型武器 系统 的研 制与定 型试 验 中 ， 对武器 系统 的效 能评 估不 但能 为 鱼雷 的试 验 与鉴 定提 供 可靠 的参考 依据 ， 也是发挥 系统 的最 大效 能 、 实现对 系统 进行 改进 所 必不 可少 的步骤口 。同时 ， 为 将来作 ］ 也 战部 队的战斗使用 及进行 鱼雷 的战术研究奠 定必不 可少 的基 础 。
Ｄ， 分 别 为 Ｃ
ｄ１ １ １ ２
２
图 ３ 自导 系统 效 能 构 成 图
ｄｌ
２
第 ３期
成 方达 ， ： 于 ＡＤ 等 基 Ｃ模 型 的某 型鱼雷 自导 系统作 战效 能分析
８ １
２ 基 于 ＡＤＣ方 法 的 鱼 雷 自导 系 统 效 能 评 估
２ １ ＡＤＣ 方 法 ．
自导 系统
ｌ
Ｊ
ｌ
Ａ ＤＣ方 法 是 基 于 美 国 工 业 界 武 器 系 统 效 能 咨 询 委 员 会 （ Ｓ Ｉ Ｗ Ｅ—
对 目标 的发 现与 导引 ， 鱼雷 即便 在较 大 的射 使
鱼雷自动控制系统第二版教学设计
鱼雷自动控制系统第二版教学设计一、教学目的本教学设计旨在通过让学生了解鱼雷自动控制系统的基本原理和组成部分，培养学生对鱼雷自动控制系统的设计、实现和运维能力。
教学内容涵盖鱼雷自动控制系统的软件和硬件实现，以及鱼雷自动控制算法的设计和优化。
二、教学内容1. 鱼雷自动控制系统概述讲解鱼雷自动控制系统的基本原理和组成部分，其中包括传感器、执行器、控制板和算法等。
2. 传感器和执行器介绍鱼雷自动控制系统中常用的传感器和执行器，如水声定位仪、陀螺仪、加速度计以及鱼雷发射器等。
3. 控制板和程序设计讲解鱼雷自动控制系统中的控制板和程序设计，其中包括单片机的选择、程序设计的基本框架以及编程语言等。
4. 鱼雷自动控制算法介绍鱼雷自动控制算法的基本原理和实现方式，其中包括PID控制和滤波算法等。
5. 鱼雷自动控制系统的实现和优化实现鱼雷自动控制系统，并对其进行优化和测试。
三、教学方法本课程采用“讲授 + 实践”相结合的教学方式。
讲授部分教师采用PPT展示，同时结合实际的案例进行讲解，以便让学生更加深入地了解系统的实现过程；实践部分采用课程作业加实验的形式进行，让学生自行设计、实现和调试鱼雷自动控制系统。
四、考核方式本课程的考核方式采用课堂成绩和课程作业加实验成绩的综合评估方式。
课堂成绩占总成绩的40%，课程作业加实验成绩占总成绩的60%。
其中，课程作业占40%，实验成绩占20%。
五、参考资料•《控制工程设计基础》•《现代控制理论与应用》•《基础电子技术》•《计算机程序设计》六、总结通过本次鱼雷自动控制系统的教学，学生可以掌握设计、实现和运维鱼雷自动控制系统的能力，也可以了解到传感器、执行器、控制板和算法等各方面的知识。
希望本教学设计能够帮助学生更好地了解鱼雷自动控制系统的实现过程，并在各自领域得到更深入的发展。
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%）。
火箭助飞鱼雷海上落点测控系统测量误差分析
火箭助飞鱼雷海上落点测控系统测量误差分析
张玉涛;薛飞;李鹏
【期刊名称】《鱼雷技术》
【年(卷),期】2012(020)005
【摘要】火箭助飞鱼雷海上落点是影响其命中精度的重要参数,在试验测量时,用于水声定位的海上浮标可能会出现缺失而影响其测量精度.本文利用Matlab软件对火箭助飞鱼雷海上落点测量浮标预设阵型进行了仿真研究,分析了缺失部分浮标对测量精度的影响,给出了缺失浮标数量及阵型最低条件,即当12个浮标中缺失4个浮标且阵型不对称时,测量精度会迅速下降.研究结果表明,在落点测控过程中,如果文中的预设浮标阵型不满足最低条件,应重新调整浮标.该研究可为海上实际试验指挥决策提供技术支撑.
【总页数】4页(P392-395)
【作者】张玉涛;薛飞;李鹏
【作者单位】中国人民解放军91439部队,辽宁大连,116041;中国人民解放军91439部队,辽宁大连,116041;中国人民解放军91439部队,辽宁大连,116041【正文语种】中文
【中图分类】TJ631.2;TM46
【相关文献】
1.弹丸海上落点声学测量方法研究 [J], 刘德耀;吴军波;武翰文
2.DS/FH混合扩频测控系统中测量误差分析 [J], 鲍君海;张晓林;刘佳;周波
3.火箭助飞鱼雷入水姿态角海上测量方法探讨 [J], 杨绪升;周学滨;谢峰
4.火箭助飞鱼雷落点测量方法 [J], 马锦垠
5.一种海上落点声学测量基站优化布设方法 [J], 张志伟;孙翱;张旭;李智生
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轻型反潜鱼雷最优垂直命中末弹道设计
轻型反潜鱼雷最优垂直命中末弹道设计
聂卫东;高智勇;刘艳波
【期刊名称】《鱼雷技术》
【年(卷),期】2012(020)001
【摘要】在轻型反潜鱼雷最优垂直命中弹道设计中,基于庞特里亚金(Pontryagin)极小值原理解析求解得到的最优垂直命中导引律具有理论基础完备、形式简洁等优点,但因其推导过程进行了一系列简化处理,适用范围变窄,且控制系数不易获得,事实上难于直接应用.为此,本文提出了一种实用的鱼雷最优垂直命中末弹道的设计方法,即对上述导引律进行面向工程应用的二次优化设计,从而得到满足不同初始作战态势下的最优导引律.通过弹道数字仿真验证了该方法的可行性和可靠性.分析了末弹道优化系统的设计灵敏度,提出了合理的优化设计建议.
【总页数】8页(P1-8)
【作者】聂卫东;高智勇;刘艳波
【作者单位】中国船舶重工集团公司第705研究所陕西西安 710075;中国船舶重工集团公司第705研究所陕西西安 710075;中国船舶重工集团公司第705研究所陕西西安 710075
【正文语种】中文
【中图分类】TJ630.2
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1.体目标条件下反潜鱼雷命中目标模型 [J], 谢勇;张静远;谌剑;李恒
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《基于超前滞后补偿算法的光电雷达伺服控制系统设计》
《基于超前滞后补偿算法的光电雷达伺服控制系统设计》一、引言光电雷达作为一种重要的探测设备，其伺服控制系统对于雷达的稳定性和精确性起着至关重要的作用。
随着科技的发展，超前滞后补偿算法因其独特的控制特性，在伺服控制系统中得到了广泛的应用。
本文将基于超前滞后补偿算法，探讨光电雷达伺服控制系统的设计。
二、光电雷达伺服控制系统的基本原理光电雷达伺服控制系统主要由伺服电机、控制器和反馈装置等部分组成。
其中，控制器是系统的核心，负责接收外部指令并输出控制信号，以驱动伺服电机进行精确的运动。
反馈装置则负责实时监测电机的位置和速度，将信息反馈给控制器，以实现闭环控制。
三、超前滞后补偿算法的原理及应用超前滞后补偿算法是一种先进的控制算法，其基本原理是通过预测系统的未来行为，提前或滞后调整控制信号，以实现对系统的精确控制。
在光电雷达伺服控制系统中，超前滞后补偿算法可以根据系统的实时状态和预测信息，动态调整控制信号，提高系统的响应速度和稳定性。
四、基于超前滞后补偿算法的光电雷达伺服控制系统设计在光电雷达伺服控制系统的设计中，我们需要考虑多个因素，包括系统的稳定性、响应速度、精度等。
下面将介绍基于超前滞后补偿算法的伺服控制系统设计步骤：1. 系统硬件设计：包括伺服电机的选择、控制器的设计、反馈装置的配置等。
在硬件设计中，需要考虑到系统的可靠性、稳定性以及易维护性。
2. 算法选择与优化：选择合适的超前滞后补偿算法，并根据系统的实际情况进行优化。
优化过程中，需要考虑到算法的实时性、准确性以及计算复杂度等因素。
3. 控制系统建模：建立光电雷达伺服控制系统的数学模型，为后续的算法设计和仿真提供依据。
4. 仿真与实验验证：通过仿真和实验验证系统的性能，包括稳定性、响应速度、精度等。
在仿真过程中，可以调整算法参数，以获得最佳的控制系统性能。
5. 系统调试与优化：根据仿真和实验结果，对系统进行调试和优化，以提高系统的整体性能。
五、实验结果与分析通过实验验证，基于超前滞后补偿算法的光电雷达伺服控制系统具有以下优点：1. 高稳定性：系统能够有效地抑制外界干扰，保持稳定的运行状态。
一种基于跟踪变结构控制的鱼雷制导律设计方法
一种基于跟踪变结构控制的鱼雷制导律设计方法
高磊;徐德民;任章;严卫生
【期刊名称】《船舶工程》
【年(卷),期】2000(0)2
【摘要】利用变结构控制对干扰和参数摄动的“完全自适应性”，设计出了一种基于运动跟踪变结构控制的鱼雷制导律，并将其应用于被动方式的水下目标跟踪问题中。
结果表明，该制导律可以令相对视线角速度按照给定的运动规律变化，从而大大增强了被动跟踪问题的可观性，且对干扰和参数摄动具有较强的鲁棒性，易于工程化问题的处理。
【总页数】3页(P62-64)
【关键词】跟踪变结构控制;制导律;鲁棒性;鱼雷制导
【作者】高磊;徐德民;任章;严卫生
【作者单位】西北工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TJ630.34
【相关文献】
1.基于变结构的反鱼雷鱼雷双滑模制导律 [J], 叶慧娟;张西勇;王昕晔
2.基于变结构控制的反鱼雷鱼雷导引律设计 [J], 刘洋;李宗吉;张西勇
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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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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。
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 。
鱼雷发控系统的自动化检测设计
鱼雷发控系统的自动化检测设计
陈遵银
【期刊名称】《航空电子技术》
【年(卷),期】2008(039)001
【摘要】介绍了鱼雷发控系统测试设备的工作原理及其功能;给出了测试设备的硬件构成和软件设计方法,并分析设计中所采用的关键技术;研究认为,采用LabWindows/CVI作为软件开发平台,具有良好的人机界面.
【总页数】5页(P33-36,52)
【作者】陈遵银
【作者单位】海军航空工程学院青岛分院,青岛,266041
【正文语种】中文
【中图分类】TP216
【相关文献】
1.潜艇鱼雷应急发控系统故障树最小割集的求解 [J], 李卫宁;高洪林;马亮
2.便携式鱼雷发控系统测试仪研制 [J], 陈凯;赵刚
3.某型鱼雷发控系统便携式测试系统的设计与实现 [J], 夏志立;屈也频
4.鱼雷发控系统测试系统应用软件设计 [J], 夏志立;屈也频
5.鱼雷发控系统的仿真测试系统研制 [J], 夏志立
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本科毕业设计论文题目采用超前/滞后补偿方案某型鱼雷航向控制系统设计专业名称学生姓名指导教师毕业时间毕业一．题目采用超前/滞后补偿方案某型鱼雷航向控制系统设计二、指导思想和目的要求通过毕业设计使学生对所学自动化基本知识和理论加深理解，掌握控制系统设计的基本方法，培养独立开展设计工作的能力。
要求在毕业设计中：1．了解鱼雷航向运动的特征及对控制系统的要求，使用MATLAB软件设计采用超前/滞后补偿方案的某型鱼雷航向控制系统；2．开展控制系统方案论证，建立系统数学模型，使用MATLAB软件进行鱼雷航向控制系统分析；3．设计控制规律，进行参数计算和选择；4．进行数学仿真，验证设计；5．撰写毕业设计论文。
三、主要技术指标1、相稳定裕度Pm≥45°2、超调 ＜25%3、过渡过程时间t≤2ss4、无静差。
四、进度和要求1. 1-3周：收集查阅资料；2. 4-6周：完成总体方案设计和建模；3. 7-8周：完成系统分析和控制规律设计；4. 9-11周：完成仿真验证及修改；5. 12-13周：完成毕业设计论文.五、主要参考书及参考资料[1]徐德民，吴旭光.鱼雷自动控制系统.西北工业大学出版社，2001（10）.[2]徐德民，严卫生.鱼类控制系统计算机辅助分析设计与仿真.西北工业大学出版社，2000（5）.[3]薛定宇.陈阳泉等.基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用.清华大学出版社，2008.[4]王正林，王胜开，陈国顺.MATLAB/Simulink与控制系统仿真.电子工业出版社，2005(5).[5]石秀华，王晓娟.水中兵器概论(鱼雷分册). 西北工业大学出版社，2005（1）.[6]薛定宇, 陈阳泉. 基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用. 清华大学出版社2002（4）.[7]孟庆玉, 张静远, 宋保维. 鱼雷作战效能分析[M]. 北京: 国防工业出版社, 2003.[8] 沈哲. 鱼雷引信与战斗部技术[M]. 北京: 国防工业出版社, 2009.[9]高立娥,康凤举,张金涛,车妍琳.基于Simulink的鱼雷控制系统仿真 [期刊论文] -计算机仿真,2005(02).[10]詹致祥, 陈景熙. 鱼雷航行力学[M]. 西安: 西北工业大学出版社, 1990.学生指导教师系主任摘要鱼雷是一种能在水中自主推进、自动控制和自行引导的水下航行器，具有速度快、航程远、隐蔽性好、命中率高等特点。
航向控制系统作为鱼雷的核心部分，在实现精确制导和姿态控制中起着关键性作用，随着计算机软硬件、图形及智能模拟等技术的进步，鱼雷控制系统的计算机辅助分析、设计与仿真已成为工程设计及科学研究不可缺少的组成部分。
这些技术充分利用计算机的高速运算和处理能力，进行动态系统的建模、分析、设计和仿真，他不仅可以缩短产品的设计周期，减少设计人员的繁杂劳动，而且能够提高产品质量，降低成本。
本文为鱼雷航向控制系统设计，鱼雷航向控制系统的任务是根据战术指标对鱼雷的各项参数加以控制，使其按所要求的规律进行变化，实现对鱼雷运动的高精度控制。
通过利用计算机辅助分析、设计与仿真等技术对鱼雷控制系统进行相关的建模、分析、设计和仿真。
根据鱼雷的类型、用途、特点和对控制系统提出的设计指标，初步确定控制规律，组成原理方案图，初步选择系统参数。
该方案选取超前控制规律，进行参数计算和选择。
通过计算机仿真，分析系统的稳态和动态特性，从而确定出满足设计指标要求的，并在技术上和结构上都有可能实现的系统方案和结构参数。
关键字：鱼雷，航向控制，仿真，超前补偿ABSTRACTThe torpedo is a self-propelled in the water, automatic control and guided navigation, is an offensive weapon against surface ships and submarines. The control system is the hub of the torpedo, plays an important role in the guidance precision and attitude control. With the advances in computer hardware and software, graphics, and intelligent simulation technology, computer-aided analysis of the torpedo control system design and simulation has become the engineering design and scientific research an integral part. These techniques take full advantage of the high-speed computing and processing power of the computer, dynamic system modeling, analysis, design and simulation, he not only can shorten the product design cycle, reduce the design of complicated labor, but also to improve product quality reduce costs.This heading control system design for torpedo, torpedo heading control system task is based on tactical targets to control the parameters of torpedo so that it changes as required by law, to achieve the high precision control of torpedo. Through the use of computer-aided analysis, design and simulation technology for the torpedo control system related to the modeling, analysis, design and simulation. According to the type of torpedo, uses, characteristics and design of control system of indicators, preliminary control law, architecture programme, initial selection of system parameters. Control law ahead of the programme selected, parameter calculation and choice. Through computer simulation, steady-state and dynamic characteristics analysis system to determine that meets design requirements and the technological and structural systems that are likely to achieve programmatic and structural parameters.KEYWORDS:torpedo,course control, simulation, lead compensation目录第一章前言 (1)1.1毕业设计课题研究的意义 (1)1.2 毕业设计的主要内容及任务分析 (2)第二章鱼雷控制系统概述 (4)2.1鱼雷及其自动控制系统的发展 (4)2.1.1鱼雷武器的特点和战斗使命 (4)2.1.2国内外鱼雷的发展现状 (4)2.2鱼雷自动控制系统的基本原理与组成 (6)2.3鱼雷自动控制系统的战术技术要求 (8)2.3.1自动控制系统的一般性能指标 (8)2.3.2鱼雷自动控制系统的主要战术技术指标 (9)第三章鱼雷航向控制系统 (13)3.1鱼雷航向控制系统的组成及原理 (13)3.2鱼雷航向控制系统的动态分析 (15)3.2.1过渡过程 (15)3.2.2过渡过程分析 (17)3.2.3频率特性分析 (17)3.3鱼雷航向控制系统的稳态特性 (19)3.3.1航向控制系统的稳态误差 (19)3.3.2扰动输入的影响 (20)第四章鱼雷控制系统的计算机辅助分析 (22)4.1鱼雷控制系统的稳定性分析 (22)4.2鱼雷控制系统的根轨迹分析 (23)4.2.1根轨迹分析的MATLAB实现 (23)4.2.2鱼雷侧向运动的根轨迹分析 (25)4.3鱼雷控制系统的频域响应分析 (27)4.3.1频域响应分析的MATLAB实现 (27)4.3.2鱼雷侧向运动的稳定性分析 (29)4.4鱼雷控制系统的时域响应分析 (31)4.4.1时域响应分析的MATLAB实现 (31)4.4.2鱼雷航向系统的时域响应分析 (33)4.4.3 时域响应的Simulink建模分析 (34)第五章鱼雷航向控制系统的设计 (36)5.1引言 (36)5.2超前控制器 (37)第六章鱼雷航向控制系统设计结论 (46)6.1毕业设计任务 (46)6.2毕业设计结论分析 (46)参考文献 (48)致谢 (47)毕业设计小结 (49)第一章前言1.1 毕业设计课题研究的意义鱼雷是现代海战中的主要攻击性武器,鱼雷自动控制系统是整个鱼雷的中枢。
现代鱼雷航行深度范围大，航程远，航速高，变速制，鱼雷的特征参数在很大范围内变化，并要求实现各种战术弹道。
鱼雷航向控制系统的主要任务是稳定和控制鱼雷航向，使鱼雷按照预定的航向航行或根据导引系统的指令，追踪目标来完成其战斗使命。
高速度、大容量微型计算机在鱼雷上的在线运行，为应用现代控制理论分析、综合、设计复杂的鱼雷自动控制系统，实现各种复杂的控制规律提供了硬件基础，同时也为鱼雷的自导、线导、控制等各子系统之间的信息交换和处理提供了极大的方便，有利于促进鱼雷制导大系统向信息化、综合化、智能化、高精度方向发展。
按战术技术指标要求设计鱼雷航向控制系统，需要考虑多方面的问题和进行大量的仿真分析。