水下航行器组合自导系统声学建模与仿真

组合自导是新型水下航行器制导系统的发展方向,通过仿真手段对其性能及技术特点进行研究是水声仿真研究领域非常关心且亟待解决的问题.对水下航行器组合自导系统的功能及系统构成进行了研究,基于层次化、模块化的建模原则,将组合自导系统分解为13个相互独立的模块,给出了主要模块的数学模型,并利用Visual C 平台在声信号层次上设计并建立了水下航行器组合自导声学仿真系统,仿真结果表明了各模块及整个仿真系统的正确性和有效性.     

一种基于吉布斯抽样的MUSIC频率-方位联合估计算法

将马尔可夫蒙特卡罗方法与MUSIC方法估计相结合,提出一种基于吉布斯抽样的频率-方位联合估计新方法(MUSIC FREQ-DOA joint Estimator Based on Gibbs Sampling,简称Gibbs-MUSIC).并用该方法联合估计多个目标的频率和方位.这种方法将MUSIC方法的谱函数作为频率和方位的联合概率密度函数,并采用马尔可夫蒙特卡罗(MCMC)吉布斯抽样方法对该联合概率密度函数进行采样.仿真实验显示在目标个数较少时,该方法不仅保持了常规MUSIC方法的高分辨能力,而且降低了计算量,减少了存储量.     

旋转燃烧室两相湍流燃烧过程的三维仿真

为了解旋转对两相湍流燃烧过程的影响,采用RNGK-ε湍流模型,ED湍流燃烧模型和离散液滴模型,对转速n=0r/min.1000r/min和2000r/min三种工况下,单组元推进剂在某型水下航行器旋转燃烧室中的燃烧进行了三维仿真,得到了燃烧室内气相速度、静压、液滴轨迹和推进荆质量分数的分布,并对计算结果进行了比较和分析.结果表明,随着转速的增大,静压力升高,燃烧流场回流区中心的位置前移,回流区长度减小,燃烧室内燃气流场和液滴轨迹呈现螺旋状态,推进剂质量分数向燃烧室头部集中.说明旋转使得液体推进剂燃烧加剧,燃烧效率提高,燃烧室结构可以优化缩小.     

软判决在纠错编码中的应用

纠错编码中解调后对输出信息不判决而直接送给译码器进行译码的方法称为软判决方法,这样得到的信息就是软信息.从信息论的角度分析了软判决和硬判决时的信道容量,通过数学推导得到两种判决方式下信道容量的表达式,简要介绍了卷积码和Turbo码的编译码方法,并将软判决的观点应用于卷积码和Turbo码中.仿真结果表明,在解调器的输出端使用软判决的方法对这两种纠错编码方式来说都可以得到2dB左右的编码增益.     

多UUV协同导航与定位研究

多水下无人航行器(UUV)协同导航定位技术是解决海洋中间层(Middle Depth Zone)水下导航问题的重要途径,研究了主从式多UUv基于水声传播延迟(Time-Of-Flight,TOF)的协同导航定位问题.主从式导航结构中,主UUV内部装备高精度导航设备,从UUV内部装备低精度导航设备,外部均装备水声装置测量相对位置关系,利用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法融合内部和外部传感器信息,对从UUV进行实时定位.研究结果表明,利用UUV的相对位置观测,可以显著提高导航定位精度.     

基于距离加权的概率数据关联机动目标跟踪算法

为了提高杂波环境下机动目标跟踪的实时性和精确性,在概率数据关联算法的基础上,引入距离加权的概念,以区分来自于目标的量测概率和来自于杂波的虚假概率,在一定程度上提高了概率数据关联算法在密集杂波环境下的非机动目标的跟踪性能.针对机动目标的跟踪,提出了一种适用于密集杂波环境下的联合交互式多模型概率数据关联跟踪算法,该算法利用距离加权的概率数据关联算法进行滤波.模拟实验结果表明:该算法可以在一定程度上提高密集杂波环境下机动目标跟踪的性能,能够更加有效、可靠地实现机动目标跟踪的目的.     

无刷直流电机驱动控制容错方案研究

在分析一种容错逆变器工作原理的基础上,研究了逆变器侧发生故障的3种容错方案(A相容错、B相容错和C相容错).由常规的六开关三相无刷直流电机控制中的电流特性得到一条通用结论:只要控制非容错相的两相相电流就可以实现无刷直流电机逆变器侧故障情况下的电流控制.由此结论,提出了一种基于容错逆变器的无刷直流电机新型控制策略.该策略利用容错逆变器的4个"非对称电压矢量",仅通过非容错相的两相电流控制器实现了系统故障时电机三相电流的控制.该策略简单可行,仿真和实验进一步验证了策略的正确性和有效性.     

格型滤波自适应权向量法的DSP实现

自适应权向量法（ＡＷＶＭ）检测弱信号常用ＬＭＳ滤波算法。这种方法的最大缺陷之一是滤波器的权系数仅根据总误差值来调整的。因此,这些权系数相互有牵连,这是ＬＭＳ自适应滤波器收敛响应较慢的原因之一。克服这一缺点的一种方法是采用格型滤波算法。应用格型ＬＳＬ滤波于ＡＷＶＭ中检测噪声中的高频弱信号,并应用ＤＳＰ实现高速数据处理,仿真结果证明了它的可行性和实时性及优越性。     

波浪对鱼雷形长航程AUV微速操纵性的影响分析

在建立适合于鱼雷形长航程自主水下航行器(简称:AUV)微速操纵运动仿真的六自由度数学模型的基础上,基于线性波浪理论建立了波浪对鱼雷形AUV作用力的数学模型,并对 AUV在近水面做悬停运动以及下潜运动时的操纵性受海洋环境力的影响进行仿真研究,结果表明鱼雷形AUV在不同海况波浪的影响下可以稳定的完成定点悬停和垂直下潜运动;二级波浪对鱼雷形AUV操纵性的影响较小,四级波浪对鱼雷形AUV操纵的影响较明显;波浪对AUV操纵性的影响随深度的增加而迅速较小.     

超空泡水下航行器可视化仿真技术研究

针对超空泡水下航行器的工作机理以及超空泡形成难度及复杂性的问题,首次开发出超空泡水下航行器的弹道可视化仿真系统.设计了超空泡水下航行器视景仿真系统的框架结构;利用Vega Prime和C 仿真应用程序建立了天空、海面.海底环境;研究了超空泡形成的工作机理,建立了超空泡的三维实体模型;实现了超空泡水下航行器发射,运行、助推发动机脱离、超空泡形成以及攻击等功能,形象逼真地模拟了超空泡水下航行器的运行过程.所建三维模型逼真度高、特效设计形象,可视化效果良好,使得科研人员在超空泡水下航行器的研究过程中,能够获得直观.清晰的认识,满足了超空泡水下航行器研究的要求.