采用超前滞后补偿方案某型鱼雷航向控制系统设计

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

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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≤2s

s

4、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

ABSTRACT

The 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