鱼雷自动控制系统

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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

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。
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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

鱼雷是何时发明的原理

鱼雷是何时发明的原理

鱼雷是何时发明的原理鱼雷是一种水下自动导航武器,用于攻击水面舰艇和潜艇。

它是通过水下推进装置进行推进,并通过内置的导航系统进行自动导航和目标追踪。

鱼雷的发明可以追溯到19世纪初,其原理和技术逐渐发展和改进,成为现代海战中重要的武器之一。

鱼雷的发明可以追溯到1804年,当时美国人罗伯特·弗尔顿设计了一种称为“鱼雷”的水下爆炸装置,用于攻击英国的舰队。

然而,这种早期的鱼雷并不是真正意义上的自动导航武器,它需要由人工操作进行引爆。

真正的自动导航鱼雷的发明要追溯到19世纪中叶。

1850年代,法国工程师罗贝尔·白朗宁(Robert Whitehead)发明了第一种真正的自动导航鱼雷。

白朗宁的鱼雷采用了蒸汽推进系统和陀螺仪导航系统,能够在水下自主导航和追踪目标。

这种鱼雷的原理是利用蒸汽推进装置产生推力,通过陀螺仪控制航向和深度,从而实现自动导航和目标追踪。

白朗宁的鱼雷在1866年首次投入使用,并在1870年代得到广泛应用。

它的出现引起了各国海军的关注和研究,鱼雷成为了海战中重要的武器之一。

随着技术的进步,鱼雷的性能和功能不断改进,成为了更加强大和可靠的武器系统。

20世纪初,鱼雷的原理和技术得到了进一步的发展和改进。

首先是推进系统的改进,从蒸汽推进转变为电力推进。

电力推进系统使得鱼雷的速度和航程得到了显著提高,增强了其攻击能力。

其次是导航系统的改进,从陀螺仪导航转变为声纳导航。

声纳导航系统能够通过声波探测和追踪目标,提高了鱼雷的精确度和命中率。

在第二次世界大战期间,鱼雷得到了广泛应用,并在海战中发挥了重要作用。

各国海军纷纷研发和使用各种类型的鱼雷,包括鱼雷炸弹、鱼雷鱼、鱼雷导弹等。

鱼雷的原理和技术也得到了进一步的改进,包括推进系统、导航系统、引爆系统等方面的改进。

随着科技的不断进步,鱼雷的原理和技术也在不断发展和改进。

现代鱼雷采用了先进的推进系统、导航系统和引爆系统,具有更高的速度、更远的航程和更强的攻击能力。

航海学院_探测制导与控制技术

航海学院_探测制导与控制技术

西北工业大学本科生培养方案Northwestern Polytechnical UniversityUndergraduate Program专业名称Specialty 中探测制导与控制技术Detection,Guidanceand ControlTechnology英专业代码 082103 Specialty Code学院名称航海学院/School of Marine Technology Section培养方案制定人签字年月日Signature of Program Designer院长签字年月日Signature of Dean校长签字年月日Signature of President西北工业大学Northwestern Polytechnical University10探测制导与控制技术专业本科培养方案Undergraduate Program for Specialty inDetection,Guidance and Control Technology专业介绍Professional introduction西北工业大学探测制导与控制技术专业为工业和信息化部重点专业和陕西省名牌专业,主要培养能够综合运用控制理论和系统仿真技术的能力,掌握水下航行器探测、制导与控制的基础知识和专业知识,能从事水下航行器制导、导航与控制综合系统、水下航行器控制系统设计的高级工程技术人才和研究人员。

毕业生就业方向主要分布在船舶、兵器、航天、航空等系统的研究院(所)及信息产业部门,从事自动控制系统的研究、开发、工程应用、技术管理等方面的工作。

The specialty in Detection, Guidance and Control Technology of NWPU is awarded the Key Specialty of Ministry of Industry and Information Technology and Shanxi Province Outstanding Specialty. The professional training of various civil engineering disciplines to master the basic theory and basic knowledge in automatic control, modern control, detection, guidance, motion control and simulation in areas such as ships, underwater vehicles, aviation, astronautics, weapon and other fields. The undergraduate could enter into the branch of ships, aviation, astronautics, weapon and other national information units, and work in the field of automatic control, computer application and other automatic engineering in national economy departments.一、培养目标I. Educational Objectives本专业培养适应现代化建设需要的德、智、体全面发展,具有基础扎实、知识面宽、能力强、富有创新精神,获得工程师基本训练的高级工程技术人才。

鱼雷状小型无人艇路径跟踪控制系统研制

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。

鱼雷概论

鱼雷概论

158艇在1954年浙东海战中发射两枚鱼雷一举击沉国民党海军“太平舰”
4. 鱼雷发展状况:未来 (1)速 (2)深
(3)准
(4)静 (5)狠
英“旗鱼” MK24-2
MK-50鱼雷
“海矛”火箭助飞鱼雷。
航程超过100公里,是反潜的有效武器
俄罗斯SS-N-14"石英"
尺寸:长7米 直径600毫米
飞行速度0.95马赫
航程46000米
最大航深1200米
3. 分类:
(1) 按动力装置分:热动力、电动力
(2) 按鱼雷直径分: 重型、轻型
MK46 Mod.5型鱼雷
全长 2.59米
直径 32.38厘米 重量 235公斤(舰用型)
射程 7312米
3. 分类:
(1) 按动力装置分:热动力、电动力 (2) 按鱼雷直径分: 重型、轻型
基辅级的鱼雷发射装置有左右两组,均为五联装;
每组发射器可整体旋转; 准备装弹或发射,发射装置转动90度,鱼雷弹靠轨道小吊车填充。
一、鱼雷武器的发展简史
1. 鱼雷:是能自动推进,按预定航向和深度航行,自动
导向目标并且命中目标时自动爆炸的水中兵器。 2. 特点:
(1) 进攻性强
(2) 隐蔽性好 (3) 破坏力大 (4) 使用方便
3. 分类:
(1) 按动力装置分:热动力、电动力 (2) 按鱼雷直径分: 重型、轻型 (3) 按制导方式分:直航、自导、线导 (4) 按运载工具分:舰用、潜用、空投、火箭助推
“STE-53-65K”热动力系列鱼雷
直径(533.4毫米)
长度(7728毫米) 重量(1703公斤)
射程(16000米)
最大航速(40节) 作战深度(400米)

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

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。

鱼雷是怎样攻向目标的-

鱼雷是怎样攻向目标的-

鱼雷是怎样攻向目标的?如果说到“地雷”,大家一定会想起电影“地雷战”中炸得日本鬼子魂飞胆丧的“大圆球”。

如果提起“水雷”,不难想像,一定是水中的“大圆球”。

而说到“鱼雷”,自然便成了可以像鱼一样游动的“大圆球”。

从外形上看,此时的鱼雷已经不是“大圆球”了,它要像鱼一样在水中运动,就需要加上“鱼头”、“鱼尾”、“鱼鳍”等,于似乎,“大圆球”被拉长。

就更像鱼了。

翻开《辞海》,鱼雷的释义是“能自行推进、自行控制方向和深度的水中兵器,似圆椎形,头部装有引信和炸药,中部和尾部装有燃料和动力装置等。

……有的鱼雷还有能自动捕捉目标的自导装置等。

”我国军标对鱼雷的表述是:“鱼雷是一种水中自动推进、引导,用以攻击水面或水下目标的水中兵器。

”以上对鱼雷的释义概括了它的三个基本属性,即:在水中自动推进或自航性,导引性,破坏性。

鱼雷的破坏性不难讲解也不难实现,只要有引信和炸药即可解决。

如何让鱼雷动起来,而且能自动地游向目标,这才是人们最关注的,也是鱼雷技术的关键。

如何让鱼雷动起来?要让鱼雷动起来,关键就是它的动力系统,这也是决定鱼雷速度和航程的重要性能指标。

一般来讲,鱼雷的动力系统主要分为两大类:热动力和电动力。

在鱼雷航速、体积、重量一定的前提下。

航程取决于动力系统的比功率和能源的比能,而这两项指标,热动力都比电动力具有较大的优势。

热动力系统热动力系统一般包括能源(燃料)、发动机和推进器三部分。

发动机的种类繁多,有多缸往复或凸轮活塞发动机、斜盘发动机、涡轮发动机、燃气轮机及固体火箭发动机等。

它们的位置一般设在鱼雷的后段。

热动力系统采用的燃料有普通燃料(气、水、油)、单组元燃料(如奥托燃料)、多组元燃料(如奥托-Ⅱ+过氧化氢+海水三组元燃料)和固体燃料。

应用广泛的奥托-Ⅱ燃料是一种硝酸酯类燃料。

燃料在常温下一般是气态或液态的,只有固体火箭发动机用的火药是固态的。

由于鱼雷在水下航行,不可能像飞机和汽车一样从周围大气中取得氧气,因此它携带的燃料不但有燃烧剂还有氧化剂,空气、过氧化氢和纯氧就成了不可缺少的携带物。

百年鱼雷

百年鱼雷

百年鱼雷1866年,英国人罗伯特·怀特黑得制成一种新的水中兵器,由于其外形很像鱼,的别是像那种专爱攻击水下大型动物的电鳗,而电鳗的拉丁名称是“Torpedinidae”,所以人们便将这种新兵器命名为“Torpedo”,鱼雷。

至今已是140多年。

在兵器的发展史中,140年,经历了多少兵器从新生到销往,而鱼雷依然矍铄,其不俗的表现,更不容小视。

虽古老而不可替代,,鱼雷至今仍是反潜的重要武器。

在导弹技术日益精确的今天,甚至有人说,百年鱼雷的技术含量超过导弹。

这种说法是否正确,我们不做评论,但是,这样一种重要的武器,在世界上能够生产它的厂家却是屈指可数,也多少隐射些什么。

这就是鱼雷-百年辉煌,百年荣耀,百年如此!世界鱼雷武器鱼雷问世以来,它的表现有目共睹。

一次世界大战期间,鱼雷击沉运输船1153万吨、占被击沉运输船总吨位的89%;击沉大、中型舰艇162艘,占被击沉舰艇总数的49%。

第二次世界大战,鱼雷击沉运输船1445万吨,占被击沉运输船总吨位的68%;击沉大、中型舰艇369艘,占被击沉舰艇总数的38.5%。

后来的局部海战中,鱼雷也有不错的表现。

1950年7月1日,朝鲜人民军的鱼雷艇夜袭美国“芝加哥”号巡洋舰,命中3枚,使其沉没,美军还有一艘驱逐舰被击伤。

最有戏剧性的是,1982年马岛海战中,载有现代先进鱼雷的英国核潜艇“征服者”号,竟是用二战时服役的直航鱼雷MK8击沉了阿根廷巡洋舰“贝尔格拉诺将军”号。

鱼雷的生命力由此可见一斑。

如今,反舰、反潜导弹快速发展,百年兵器-鱼雷何以能长盛不衰呢?鱼雷航行于水下,特别是可由潜艇从水下发射,隐蔽性远高于导弹。

更重要的是,鱼雷在水下爆炸的威力远大于空气中,因为水的密度比空气大800倍,而压缩性只有空气的1/2500,是爆炸的良好导体。

炸药在水中爆炸瞬间,可形成几万个大气压和几千度的高温瓦斯,并以6000~7000米/秒的速度迅速膨胀,强大的冲击波能轻易击穿舰艇的水下部分。

鱼雷自动控制系统试卷及答案

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。

无人水下航行器搭载鱼雷发控的可行性研究

无人水下航行器搭载鱼雷发控的可行性研究

无人水下航行器搭载鱼雷发控的可行性研究李龙飞【摘要】针对无入水下平台实施反潜作业时指控系统的构建以及水下平台携载武器的性能参数等问题,研究了水下平台携载武器的发射初期的弹道与发射参数的关系;具体设计了无入水下平台实施反潜作业的指控系统架构图和发射参数与初始弹道的关系的三自由度仿真;提出了水下武器的发射速度和管制舵角的设置区间.通过仿真实验验证了发射参数与初始弹道的关系,实验结果表明:只有发射速度和管制舵角处于合理的区间内,携载武器才能保持合适的初始航行姿态,使命中目标的概率得到大幅提升.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2016(040)003【总页数】8页(P50-56,64)【关键词】串行数字接口(SDI);反潜战;指挥控制;无入水下航行器;鱼雷【作者】李龙飞【作者单位】昆明船舶设备研究试验中心,昆明 650000【正文语种】中文【中图分类】TN63随着电子通信、自动控制以及水下航行器等相关技术的发展,信息化战争成为了军事发展的共识,能够独立承担作业任务的无人平台开始发挥越来越重要的作用。

无人水下航行器(UUV)就是可以自主执行作业任务的一种无人水下作业单元,它可以在潜艇或者水面舰艇的支援下,到达有人系统平台不易到达的敏感区域或浅海从事军事活动。

目前UUV已经能够收集和传送多种类型数据,广泛应用于搜集情报、监视及侦查等任务,通过改造升级,UUV可以发展成为能够独立执行反潜任务的自主作业平台[1]。

大型UUV可以搭载鱼雷等作业模块执行反潜、时敏打击等作业任务,这将改变以往的采用舰载鱼雷和潜载鱼雷实施反潜作业的格局,实现大型UUV搭载鱼雷实施编队航行与作业的未来海洋战争模式[2]。

1.1 无人水下反潜作业平台指挥控制原理无人水下反潜作业平台(ASW UCUV)是在水下环境中执行侦测、监视、警戒甚至反潜任务的一类自主型无人水下航行器。

该类航行器以水面舰船或者水下潜艇为支援平台,搭载能执行多种任务的载荷。

教学制导鱼雷的工作原理

教学制导鱼雷的工作原理

教学制导鱼雷的工作原理
鱼雷是一种水下航行的自导武器,主要用于水面舰艇、潜艇或者水下目标的攻击。

鱼雷的工作原理可以分为以下几个步骤:
1. 发射阶段:鱼雷通常从舰艇或潜艇的发射管中发射出去。

鱼雷在发射前需要通过电力或气压系统充电,以便以足够的速度离开发射管。

2. 航行阶段:在发射后,鱼雷进入航行阶段。

鱼雷通过推进器提供的推力进行自身的航行。

不同型号的鱼雷采用的推进方式可能有所不同,其中包括化学推进、电力推进或者混合推进等。

3. 自导阶段:鱼雷通常配备了各种传感器和自导系统,以便在航行过程中自动地寻找目标并进行跟踪。

其中最常用的自导系统是声纳导引系统,它可以接收目标发出的声波信号,确定目标的位置和运动方向。

4. 攻击阶段:当鱼雷接近目标时,它会触发引爆机制,一般是通过接触目标或者引信感应目标的磁场等方式。

当鱼雷爆炸时,释放的能量将对目标造成严重的损害,如破坏船体、引发火灾或者造成波击效应等。

需要注意的是,鱼雷还可以应用一些特殊技术,如声纳干扰或者机动操纵等,以提高其对敌方反鱼雷系统的干扰能力和生存能力。

总结来说,鱼雷通过发射、自主航行、自导和攻击等阶段,以
自身控制和引导的方式实现对目标的打击。

鱼雷的工作原理是一项复杂的技术,其中涉及了推进、导引、引爆和干扰等多个方面的技术要点。

鱼雷自动控制

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。

某鱼雷空中姿态控制装置自动测试系统的设计

某鱼雷空中姿态控制装置自动测试系统的设计
指令 。
收 稿 日期 :0 1— 6—1 21 0 6
图 2 开/ 7V输出 2
作 者 简介 : 杨姗姗 (94 )女 , 18一 , 山西长治人 , 硕士研 究生, 现从 事专业为导弹修理 。
3 2
3 3 2 开 / 输 出 .. 地山西电 Nhomakorabea子


21 0 1年
序及 驱动软件打 包成 可安装 型文 件形 式 , 于用 户安 装 使 便
用。
开/ 地输 出主要依靠继 电器 控制 , 通过 计算 机数 据总 线 送 出信号 驱动开关管完成继 电器的相关动作 。
3 3 3  ̄ / 7V输入 .. :2
开/ 7V输入采集 主要通过 光耦来 实现 , 2 利用光 电耦 合 将开/ 7V转换为标准 的 ,I 2 r' L电平后 再送至计算机端 口。
关键词 : 中姿 态控制 装置 ;检 测设备 ;IA;Lb n o sC I 空 S aWidw/ V 中 图 分 类 号 : P0 文 献 标 识 码 : T36 A
0 引 言
随着 现代 科学技术 的发展 , 特别 是计 算机技 术 、 子技 电 术 、 息技 术的 飞速 发展 , 信 现代 鱼雷 的战术 指标 和作 战性 能 得到 了大 幅度 的提升 。相应地 , 其空 中姿态控制装置 … 的结 构也变得 日益 复杂 , 系统 的整体可靠性 与维 修性成 了关 键性 问题 , 这就 对测试系统提 出了更高 的要求 。 本 自动测试 系统运用 IA总线 技 术和 虚拟 仪器 软件 开 S 发平 台 L b no sC I , 计开 发 了基 于 IA总线 的 aWidw / V J设 S 某鱼 雷空 中姿态控 制装置 自动测试 和故 障诊 断系 统。该 系 统能 够完 成对某鱼 雷空中姿态控制装置 的性能检测 、 障诊 故 断定 位 、 维修指 导等 , 达到 系统级 、 件级 、 卡 级三个 层次 部 板 的检测维 修 , 有智 能化 、 具 高效率 、 易操 作 、 测试 精度高 、 于 便 扩展等优 点。

整理

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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

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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

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 。

鱼雷动力系统技术发展及未来趋势研究

鱼雷动力系统技术发展及未来趋势研究

鱼雷动力系统技术发展及未来趋势研究鱼雷作为军事武器,一直是各国海军军备竞赛的焦点之一。

其关键技术之一就是其动力系统,而鱼雷动力系统技术的发展,不仅直接影响鱼雷的性能和使用效果,也反过来推动了鱼雷技术的不断升级和发展。

以下是对鱼雷动力系统技术发展及未来趋势的一些研究和思考。

1.热动力鱼雷热动力鱼雷一般采用内燃机或蒸汽机作为动力源,通过燃烧燃料产生高温高压的气体或水蒸气推动涡轮或直接喷流推进鱼雷。

这种动力方式在早期的鱼雷中较为常见,但由于燃料消耗量大、热量释放难以控制等问题,逐渐被淘汰。

电动力鱼雷采用电动机作为动力源,通过电能转化为机械能推动螺旋桨或喷流推进。

这种动力方式的优点是无污染、噪音小、反应迅速等,因此得到广泛应用。

随着电池技术和电机技术的不断进步,电动力鱼雷的性能得到了极大提升。

化学动力鱼雷一般采用固体燃料推进器或液体燃料火箭发动机作为动力源,将化学能转化为机械能推动鱼雷。

这种动力方式的特点是动力密度高,能够在短时间内产生巨大的推力,适合于快速攻击和逃逸。

但由于燃料消耗量大,生产和储运成本高,使用有一定限制。

气动力鱼雷采用气压作为动力源,通过将高压气体喷向喷嘴推动鱼雷。

这种动力方式的优点是简单可靠、噪音小、速度快等,适合用于近海和河流等浅水区域的作战。

但由于气体储存和推进装置的体积较大,对鱼雷造型和尺寸有较大限制。

1.多能源复合未来的鱼雷动力系统很可能采用多种能源结合的复合动力方式,既能发挥各种动力的优势,又能避免单一动力所存在的问题。

例如,可以将电动力和化学动力结合,利用电池作为短时高功率输出的辅助动力源,化学燃料作为长效持续推进的主动力源,以保证鱼雷在不同的使用场景下都能够拥有最优的性能。

2.智能控制和自适应控制未来的鱼雷动力系统中,智能控制技术和自适应控制技术将会得到广泛应用,以提高鱼雷的作战效果和生存能力。

智能控制能够使鱼雷能够根据环境变化和任务需求自动调整推进功率、速度、航向等参数,实现更加精准的作战;自适应控制则能够根据鱼雷的反馈信息,自主调整控制策略和行动方案,提高生存能力和逃逸能力。

PFC在鱼雷控制系统中的应用

PFC在鱼雷控制系统中的应用
co e nv nti al on co r met o nt ol h d, wh ch s i i ap l i t t p o pl ed n he or ed au o ti c nt ol t ma c o r sy te s m. Bu i t e ar me t n h p a ter s t ni u ng, t er c fl ct e we n t r p s s ee h e is a on i b t e he es on e p d and ov r o e sh ot. T t od f r i he me h o p ed cti e u ct o c nt ol v f n i n o r ha 1 rs s o of vi t s, s ch as h Si pl ne o c c a ng qu r ue u t e m e ss f a1 u1 ti e ati on, t s he mal a 1 mou of a1 u1 ti n d ri nt c c a o u ng te -ti c tr a1 me on o1. an t e p di e j tr ck ng. T nt d h s ee n ss n a i he co rol y e o t r d a ul v o t i st i s st m f o pe o ng ar el ci y s ud ed. Th t . sf r u cti t e e r . an e f n on of h sy t m s ed ce b f e he s e i r u d e or t co tr o P C. T e si l i n es t n c e t t n ol f F h mu at o r ul i di at s ha t S hi co ntr me ho h b te eff o1 t d as et r ect.
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2.深度设定及航行深度的准确性与机动性
鱼雷航行深度的准确性以航深偏差来表示,航深偏 差是指鱼雷实际航行深度与所设定深度之差值。鱼雷航 深容许偏差一般规定有平均深偏与深度波动两项指标。 航行深度的准确性,主要取决于深控装置的性能及 可靠性,同时也与动力装置的性能、弹道形式(直航或 旋回)以及鱼雷结构总体特性、平衡质量等有关。
分为深度控 制、航向控 制和横滚控 制。
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§1-4 鱼雷自动控制系统的战术技术要求
1.航向设定及航向准确性与机动性
为了保证所需的命中概率,必须要求鱼雷航行有一定 的准确性,航向准确性以航向偏差来衡量。航向偏差用鱼 雷航行过程中其重心相对目标点的侧向偏移与航程的比值 百分数来表示。 鱼雷航向的准确性,取决于鱼雷的流体动力特性、结 构总体特性、横滚以及航向控制装置的性能等。 鱼雷航向的机动性一般用旋回角速度和最小旋回半径 来衡量。
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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
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§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。
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§1-2 鱼雷弹道与控制
空投反潜鱼雷弹道示意图
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(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。
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4.鱼雷的横滚
为了保证自导、引信和控制等系统有良好的工作 条件,鱼雷航行时的横滚角应愈小愈好,但不可能为 零,鱼雷横滚角容许值有两项指标;平均值和波动幅 值。未安装横滚控制系统的鱼雷,要求其横滚角的平 均值不大于5°,波动幅值不大于15°。对于横滚角要 求严格的鱼雷(一般为自导鱼雷),必须采用横滚控制系 统,以便将横滚角限制在容许范围内,
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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。
鱼雷自弹道参数、 实际弹道参数以及目标运动参数进行综合处理, 给出操舵的控制信号,由舵机驱动舵面偏转以控 制鱼雷的实际运动。 鱼雷自动控制系统
§1-3 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。
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