反鱼雷鱼雷拦截弹道导引方法研究
自测试题(三)答案西北工业大学鱼雷自动控制系统试卷
20XX－20XX学年第X学期自动控制系统 C卷评分标准 一、填空题（每空1分，共30分） 1．空中弹道；初始非控弹道；搜索弹道；导引弹道；末攻击弹道；再搜索弹道2．俯仰角θ；偏航角ψ；横滚角?；攻角α；侧滑角β；弹道倾角Θ；弹道偏角ψ；倾斜角Φ δ 3．鱼雷的速度；侧滑角β；直舵偏角 r 4．增加 5．正比；反比；正比 6．定深航行；定角爬潜 7．俯仰角；垂直速度；垂直加速度 8．自由角；侧滑角 9．深度；俯仰角 10．定轴；进动 11．俯仰角；横滚角 二、简答题（每小题6分，共24分） 1、液压舵机是以高原油为能源的执行机构。它和电动舵机、气动舵机相比，具 有功率增益大、转动惯量小，输出力矩大，运转平稳、快速性好、结构紧凑、重量轻、体积小、灵敏度高、控制功率小和承受负载大等优点。 2、自由角设定误差的影响、航速变化的影响、制造公差的影响、回旋运动的影 响等。 3、串联校正比反馈校正简单，也比较易于对信号进行各种必要形式的变换。 反馈校正所需元件数较串联校正为少，反馈信号通常由系统输出端或放大器输出级供给，信号是从高功率点传向低功率点，一般无线附加放大器。此外反馈校正尚可消除系统原有部分参数波动对系统性能的影响。 4、鱼雷没有横倾时，自导系统的水平波束处于水平位置，如果鱼雷存在横倾角， 自导波束也随之转动了同一角度，从而使某些波束（多波束系统）或波束的
某部分角度指向海底或海面，这样就增大了对混响和鱼雷自噪声的接受。为了使自导系统不致产生误动作，就需要提高门限电平。鱼雷可能出现的横倾越大，门限电平需要越高。而门限电平的提高，意味着自导作用距离的降低。所以，在一定技术水平条件下，横倾的存在将导致自导系统作用距离的减小，或者说，在维持作用距离不变的条件下，必须降低其它技术指标，如降低鱼雷的航行速度或使系统复杂化。 5、（1）稳定雷体轴在空间的角位置或角速度； （2）改善雷体角运动的阻尼特性，提高其过渡过程的品质； （3）稳定鱼雷的静态传递系数及动态特性； （4）保证鱼雷质心运动的稳定性 三、（20分） 四、（20分） 为了比较精确地定量分析鱼雷在各种条件下控制系统的过渡过程，一般可以采用计算机仿真的方法进行研究。把实际系统的运动规律用适当数学模型表达出来，它们通常是一组微分方程或差分方程。然而任何数学模型都是对实际系统的近似描述，于系统的真实情况总有一定的差别。但是，完全用实际系统进行分析研究，不仅要花费大量的人力、物力、试验周期很长，而且要大量记录所需的数据也很困难，特别是不能直接观察和掌握系统的运行发展过程，一旦系统出现故障、失稳，往往造成是否严重的损失。 因此，实际研究工作中，发展了所谓半实物仿真的方法。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上运行，并用适当的实验设备将实际装置与计算机连接起来。这是一种十分重要的实验室研究方法。 Γ0ξ>Γ0ξ<Γ0ξ>?ξξ??相同ξ
鱼雷的几种形式
鱼雷作为海军的主战武器，在战争中具有不可替代的巨大作用。 一、鱼雷的分类 1、按动力分类：电动力鱼雷、热动力鱼雷。 电动力鱼雷使用的动力通常有：硫酸电池、银锌电池、燃料电池等。 热动力鱼雷使用的动力通常有：煤油+高压空气，煤油+氧气，奥托燃料等。 2、按发射体分类：空投鱼雷、舰用鱼雷、潜用鱼雷。 3、按鱼雷自导方式分类：声自导鱼雷、尾流自导鱼雷 声自导鱼雷既可攻舰，也可反潜。尾流自导鱼雷只能攻舰。 4、按鱼雷的控制方式分类：直航式鱼雷、自导鱼雷、线导鱼雷 5、按鱼雷的直径大小分类：重型鱼雷、轻型鱼雷 目前国际上的鱼雷通用直径是533mm，重型鱼雷的直径多为650mm，轻型鱼雷的直径为320mm，如空投鱼雷，多为轻型。而潜用鱼雷多为标准型或重型鱼雷。 二、鱼雷的发展 鱼雷最初只能直航，即发射后走直线，因此要求鱼雷能很准确的瞄准目标。而对直航鱼雷的规避也很简单，只需转向就可轻松规避。同时，早期的鱼雷航程也很近，大多只有3000-4000米的距离。 随着时代的发展，鱼雷技术也大大提高。在二战未期，德国首先研制出了自导鱼雷，但当时由于太过仓促，技术没有完全过关，自导鱼雷也没有真正派上用场，德国就战败了。而德国的这些鱼雷专家被美国和苏联分别网罗至本国继续研究新式的鱼雷武器。 冷战时期，美苏两国继续进行军事竞争，鱼雷也是其中的一项。但此时两国的研究方向却有不同。美国重点在鱼雷的声自导技术，而苏联却声自导与尾流自导并举。 随着鱼雷自导技术的发展，反鱼雷技术也不断进步。特别是对声自导鱼雷的对抗技术也越来越完善，自导鱼雷也越来越难以命中目标，为了对抗目标的机动，使鱼雷能更准确的捕获目标，发展了线导鱼雷。即同发射载体通过线导来导引鱼雷去捕获目标，这样大大加强了鱼雷的捕获概率，也可使发射体先于目标使用武器，因为线导鱼雷可以先发射，后跟踪目标进行导引。 无论电动力鱼雷还是热动力鱼雷，其航速都不可能太高，因为海水中阻力大，比空气中的阻力大上300倍。为了发展高速鱼雷，前苏联时期就开始研究超空泡鱼雷，即利用超空泡现象，可使鱼雷在海水中脱离与海水的接触而航行于空气中，这样鱼雷航速可达100节。（注：1节=1.85公里/小时）此时鱼雷就好像空气中的子弹一样，被攻击的目标几乎无法抵御。 三、鱼雷基本技术 1、动力 电动力鱼雷使用不同的电池技术，通过电动机来推动鱼雷前进，其特点就是噪音低，航速慢，通常最大不超过40节。其最显著的优点是没有航迹，隐蔽性好。 热动力鱼雷使用各种燃料与氧气燃烧后产生动力推动鱼雷，其特点是航速高，一般可达50节，航程远，但有航行尾迹。现代热动力鱼雷的典型型号是美国的MK-48,其航程达50000米，航速50节，使用的是奥托燃料，航深600米。
《猎杀潜航3》全难度手动鱼雷进攻流程详解(图文并茂)
《猎杀潜航3》全难度手动鱼雷进攻流程详解 原文版本：GWX3.0 Gold 翻译及制作：深海独狼 记事本数据采集法 这种方法需要用到导航地图（F5键），攻击地图（F6），UZO，攻击潜望镜及观察潜望镜上显示的相关数据。 1.手动采集数据，在UZO或潜望镜界面，屏幕右上方的记事本上会显示 采集到的数据。 2.Erkennungsbuch为船只手册，按N键或者左键单击ESB也可以调出。 3.Erkennungsbuch为船只旗帜，帮助你识别船只。 总体来说，进行手动攻击时，要保持U艇位置稳定或者慢速前进，舵上
要有多余的动作，因为某些机动动作或者航向上改变会使敌我距离和预估航线发生过于明显的改变。最好用lock按钮或者键盘上的L键锁定好目标，这样当你进行其他测算或者鱼雷调教工作时，你就不用担心船只的运动所带来的观察困难了。 下面进入攻击流程： 主流进攻流程分为四步： 确认目标 预估敌我距离 预估AOB 预估航速 第一步：确认目标 水下潜航时你的听音官或者水面航行时你的瞭望官会告诉你船只的类型（是军舰还是货船），相对位置，速度（是快还是慢），是正在接近还是正在远离。这时，升起潜望镜或者打开UZO，观察所报告的方向的动静，调节放大倍数，并且锁定目标。有必要的话可以调出Flaggen工具来确认船只国籍。要是确认为友军或者是中立国的船只那就不要进行攻击了；但如果该船你造成威胁了的话就干掉它。准备攻击时也要不停地确认到底是不是敌舰，总之，不要攻击未确认身份的船只。 如果敌舰是货船，打开商船手册，找到你认为和你看到的船只外型一样的船只。如果是搜军舰的话，如果时间不够，你就得大概猜测一下这是哪个型号的，然后在最短的时间内找到一艘尽量与其型号接近的军舰，这样你才能开始接下来的瞄准工作。 在这一步中你需要做的就是锁定目标，然后翻开识别手册，确定目
鱼雷制导技术
迄今为止，鱼雷制导技术有以下几种：1、声自导；2、主/被动声自导；3、线导+声自导；4、线导+主/被动声自导；5、尾流制导+声自导；6、光纤制导+声自导；7、光纤制导+主/被动声自导；8、拖曳基阵制导；9、智能数字化制导。这些制导方式均以声场理论为基础，大多已广泛应用于鱼雷，只有几种还在研究发展之中。 重型鱼雷往往采用以上的第4种制导方式，即线导+主/被动声自导；而轻型鱼雷一般无需线导，只有主/被动声自导。这是因为前者航程较远，所以要光用线导把鱼雷导向目标近，最后转换成主/被动声自导。如果没有线导，鱼雷声自导不可能捕获远距离目标；而没有主/被动声自导，鱼雷的命中精度就不高。这与反舰导弹需要中段惯性制导加末段主/被动雷达寻的的道理是一样的。 鱼雷线导控制系统由导线、放线器和信号传输设备等。导线具有较强的拉力和抗腐蚀有力。鱼雷发射后，射击控制系统通过导线传输指令，控制鱼雷的航向、航速、航深和姿态；鱼雷则通过导线向发射舰艇连续传回自身的工作状态、位置、运动姿态、以及目标的方位、距离、干扰情况等信息。射击控制系统根据目标和鱼雷的运动参数，经处理后形成制导指令并向鱼雷发出，把鱼雷导向目标。当鱼雷进入声自导作用距离时，启动自导系统，先以被动声自导进行搜索，发现目标后转入自动跟踪、识别，在一定时候转入主动声自导，对目标精确定位和攻击。 美国MK50轻型鱼雷的声纳系统能以很快的速度在很大的水域内搜索和发现目标。其声纳基阵能以多种频段连续发射单脉冲和调频脉冲，然后通过选择发射及接收波提高数据的采集量量。自导数据处理系统采用后检测信息处理技术，2台数字式计算机可以用来估算声纳回波，辩别真假目标。 瑞典TP43X0虽然是轻型鱼雷，却有线导部分。它采用在一根导线上进双向分时多路传输方式，允许传输80多种不同类型的信息。 鱼雷制导技术的发展趋向主要有以下几种： 应用数字计算机技术使鱼雷自导智能化：采用以大规模集成电路为基础的数字计算机可分辩真假目标。其原理是：计算机对接收到的信号进行频谱分析，并与计算机内存的目标信息对照以识别目标；或者对目标进行频率响应测量，根据它的特征值进行鉴别。随着大容量、高速度、智能化、小型计算机的出现，鱼雷制导性能将会大大改进。 采用先进的光纤技术：光纤在鱼雷上的应用包括两个方面：一是将其用于鱼雷的线导技术；二是鱼雷自导采用光纤换能器。前者实际上是用一条宽频带双向光纤通信线路取代现有的线导回路，这样既可增加频带宽度，又使敌方难以探测和干扰。而光纤换能器采用声民蔽措施，具有很高的声灵敏度，对其他物理场则不敏感。据报道，美国国防高级研究计划局已研制成一种作用距离达数千米的光纤自导头。 前景看好的尾流自导：舰艇水面航行产生的尾流一般可持续几十分钟，其长度可达几千米，因此利用尾流跟踪和攻击舰艇的尾流自导技术就有了发展基础。德国在第二次世界大战中就开始研究这一技术，但未投入实用。 尾流自导分为尾流声自导、尾流磁自导、尾流电阻抗自导、尾流热自导、尾流光自导、尾流放射性自导等，其中尾流声自导和尾流电阻抗自导技术已在鱼雷上获得实际应用并有很好的发展前景。因为它不像常规声自导系统那样容易受到各种水声干扰器材的诱惑欺骗。
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≤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
舰艇的盾牌——反鱼雷诱饵
舰艇的盾牌——反鱼雷诱饵 舰艇的防御系统，水面以上主要是反导软硬杀伤系统，在水下则是鱼雷防御系统。鱼雷防御系统由探测、分类和定位系统、鱼雷报警系统以及各种软硬杀伤诱饵装置组成，反鱼雷诱饵是整个鱼雷防御系统的一个重要组成部分。 二战后的一段时间里，反鱼雷装备的研究和设计基本上处于无序的状态，直到20世纪60年代，AN／SLQ-25“Nixie”(水妖或称水精)拖曳式鱼雷诱饵的装备使用，才使反鱼雷装备走向正规的发展道路。在众多的研究成果里，美国和以色列拉斐尔先进防御系统有限公司取得的成绩令人刮目相看。 舰用反鱼雷诱饵 以色列海军目前使用的舰用反鱼雷诱饵包括拖曳式诱饵和由诱饵发射装置发射的悬浮式诱饵。 拖曳式诱饵主要是ATC-2，是在ATE-1的基础上改进的。ATC-1的结构和工作原理类似于美国的AN／SLQ-25，是一种电动声诱饵。ATC-1和ATC-2的外形尺寸相同，拖体直径为300毫米、长为1200毫米，内装声发射机，重量为25千克。整套系统还包括190千克的电子控制箱、10千克的遥控装置，如果加上电缆绞车和收放装置，总重为1325千克。使用时，鱼雷防御系统首先利用拖曳式远程鱼雷探测系统对来袭鱼雷进行探测，发现来袭鱼雷时，再从舰尾通过收放装置将诱饵放入水中。随着拖曳电缆的释放，拖曳诱饵逐渐离开舰尾，拖曳距离为450～500米。拖曳电缆是一种拖曳和信号传输公用的同轴电缆，位于
舰艇尾部的电子控制箱和遥控装置，通过拖曳电缆控制诱饵发射功率较大的声信号，以诱骗来袭鱼雷。 ATC-2与ATC-1的区别是除了诱饵是由先进的软件控制以外，还增加了一个8米长的声传感器基阵，可探测1828米距离上的来袭鱼雷，能够对来袭鱼雷精确定位，为舰艇发射悬浮式鱼雷诱饵，实现层次防御提供精确的信息。 悬浮式诱饵主要是“莱斯卡特”(Lescut)，它的作用主要是与拖曳式诱饵等一起，对来袭鱼雷实现多层次防御。“莱斯卡特”是一种快速响应的自适应悬浮式智能诱饵，由拉斐尔公司与美国超级电子公司协作研发，是一种可由舰艇发射的轻型诱饵。它由外壳、火箭发动机、电声换能器、电池、螺旋桨等组成。火箭长度920毫米、火箭直径115毫米、翼展350毫米、火箭重量10.2千克、有效载荷重量5.0千克。诱饵的直径为101毫米、长度1020毫米，重量7.5千克，射程50～1800米，工作水深10～300米。 “莱斯卡特”是一种聪明的诱饵，可以鉴别来袭威胁，并且提供设定的响应，通过编程可对付各种类型的现代鱼雷，具有全向覆盖和保护能力。同时，它还不需要进行发射前的输入和检验，既可缩短响应时间，又可消除因错误的设定和操作人员的误操作而产生错误。 “莱斯卡特”在使用时，系统控制器要向诱饵发送一个编码发射信号，电子定时器提取诱饵射程的信息，并向火箭发动机发送发射脉冲，安全和保险机构可保证炮口和弹道安全；发射装置发射诱饵到需要的展开距离上释放有效载荷；“莱斯卡特”沉降到设定的工作水
兔子的反潜木板有多短(5)--反潜武器
兔子的反潜木板有多短(5)--反潜武器 鱼雷的杀伤力非同小可。上面是靶舰被白头鹰Mk-48 型533 毫米重型鱼雷打中之后的惨状。尽管如此，由于射 程较短且最大航速与典型水面战舰相比通常只有50-70% 的优势，即使是最现代化的反舰鱼雷在攻击保持着足够警惕，能够综合运用机动规避，抛射式鱼雷诱饵，拖曳式鱼雷诱饵等反制手段的水面战舰时，杀伤概率仍不容乐观。这方面可以参考空空导弹的表现。AIM-7 与AIM-9 的单发靶场杀伤概率分别为0.70 与0.65，越南战场上的实际杀伤概率则仅有0.08 与0.15。全向攻击型AIM-9L 格斗导弹首次参战 时由于对手毫无准备，单发杀伤概率高达0.73，在敌方采用红外曳光弹与机动规避相结合的战术加以对抗后，其反干扰性能增强版的杀伤概率下滑至0.23。假定鱼雷冲刺速度50 节，水面战舰冲刺速度30 节，来袭鱼雷于距离目标2 海 里处被发现，在目标战舰全力奔逃的情况下，鱼雷追上目标需耗时6 分钟，高速航行5 海里(为便于计算取最简单的直线逃逸模式)。对于高卢鸡F21，长筒靴“黑鲨”，汉斯“梭子鱼” 之类现代化欧洲重型电动力鱼雷而言，这将吃掉其电池组容量的近40% (参考MU90 轻型电动力反潜鱼雷数据，50 千米级射程是在29 节中速航行的情况下取得的，50 节冲刺时功耗急剧上升，射程损失超过1/2)。如果考虑到鱼雷
受到声学诱饵干扰诱骗而无法选择最佳攻击路径的因素，进攻潜艇需逼近至目标预期位置25 千米，即鱼雷理论射程 1/2 处发射武器，才能避免单发成本数百万美刀的昂贵水下导弹在赶上猎物之前耗尽动力而沉入海底。面对理想条件下反潜探测半径远至第二水声会聚区(60-70 海里)，通常情况下最低限度能够有效覆盖第一水声会聚区(30-35 海里) 的战术级主被动复合型低频拖曳声纳，攻击型核潜艇尚可凭借水声对抗与三维高速机动相结合，强行突防穿透水面战舰远程反潜探测环，20 节航速水下续航时间只有1 小时左右的常规动力攻击型潜艇(包括AIP 型号在内) 想要展开鱼雷攻击根本就是自取灭亡。攻击型潜艇的鱼雷发射管数量多在4 具(白头鹰主流设计) 到8 具之间，再装填速度缓慢，使用线导鱼雷(含光纤制导型号，与同轴电缆相比光纤的优势在于直径小，重量轻，信号损耗低，放线距离大，数据流量高) 时在切断鱼雷的“脐带” 之前，鱼雷发射管都无法挪作他用，以鱼雷发动饱和攻击显然无从谈起。根据之前的计算，2 海里外暴露行迹后，进攻鱼雷需与防御方的水声干扰手段纠缠至少6 分钟之久，遭到忽悠的概率远远超过中程空空导弹(以4 马赫速度巡航的空空导弹飞行6 分钟所覆盖的距离超过400 千米)。反舰导弹不仅能够较为容易地形成饱和攻击，突防阶段更可望获得己方电子攻击机的信息作战支援(至少理论上如此)。反舰鱼雷指望得上的，充其量只是由
线导鱼雷的战术使用
线导鱼雷的特点 用一根细小的导线或光纤把发射平台（舰艇、飞机或岸基）与鱼雷联接起来，使发射平台的火控系统和 雷上装置组成贿赂，用以对鱼雷进行遥控，引导鱼雷接近、捕获和攻击敌方舰艇，这种鱼雷就是线导鱼 雷。因此，它具有其它鱼雷比拟的优点。 捕捉目标的概率高对距离远、速度大、机动性能强的目标，在目标运动要素测定误差较大、 鱼雷本身发射散布较大或自导作用距离较短时，鱼雷捕捉目标的概率将迅速降低，而线导鱼雷发射后由 发射舰艇直接操纵，可一直引导鱼雷引导目标，大大提高了捕捉目标的概率。 发射迅速鱼雷发射前必须精确测定目标运动要素，然而才能像鱼雷设定射击参数，最后将鱼 雷射出。如使用线导鱼雷，则在探测设备初步判别目标方位距离的基础上即可将鱼雷射出，而后再精确 测定目标运动要素，通过导线随时进行修正和导引。这样就赢得了时间，利于先发制人。 抗干扰能力强因线导鱼雷由发射舰艇直接操纵，所有对其干扰的器材将不起作用，故大大提高鱼雷的 抗干扰能力。 攻击效果好鱼雷在导引时，可不受自身噪声的干扰，有利于提高鱼雷的接敌速度，缩短从发射到命中 的时间，降低目标规避机动的效果。 机动灵活线导鱼雷既可单雷射击，也可多雷齐射，由发射舰船火控系统同时分别引导，进行多目标或 多雷围攻同一目标，甚至让其脱离原攻击目标，中途改变航向攻击另一目标。如英国Mk24线导鱼雷的TIOS 火控系统可以自动跟踪6个目标。此外，线导鱼雷还可以和导弹进行合同攻击，由线导鱼雷
先行发射并在接 敌过程中队目标进行补充识别，尔后发射导弹，双管齐下，彻底摧毁敌目标。 不过，由于发射线导鱼雷时，发射舰艇或飞机和鱼雷上都须增加一套线导设备，且拖挂导线，在一定程度 上影响了鱼雷的运动和舰艇的机动。 线导鱼雷的使用 线导鱼雷可由潜艇、水面舰艇和直升机等平台发射。潜艇在水下航行，隐蔽性好，一般都能先于水面舰艇 之前发现对方，实施水下隐蔽攻击；潜对潜使用线导鱼雷攻击时，由于双方处于等环境条件下，攻击效果 视双方武器装备的性能和谁先发现、先使用鱼雷攻击以及是否采取水声对抗等情况而定。水面舰艇和直升 机使用线导鱼雷一般用于对潜攻击，也是一种较好的反潜作战方法。但所有的发射水平都须解决以下三个 问题： 射击阵位的选择射击阵位就是发射线导鱼雷时目标的距离和舷角。从理论上讲，只要目标位于线导鱼 雷的有效射程范围之内，即可立即发射线导鱼雷，但必须在舰艇声纳能测到目标或目标可由其它探测设备 指示的前提下。因此，尽管目前Mk48等线导鱼雷的射程已达到30-50海里，但舰艇发射线导鱼雷必须与声 纳等探测设备相匹配。西方海军普遍认为，舰艇依靠自身探测设备进行线导鱼雷攻击时，射击距离一般不 应大于10海里，以提高攻击效果。至于射击舷角，潜艇水下可以在水面舰艇的任何舷角实施线导鱼雷攻击， 但一般以水面舰艇两舷小舷角攻击为佳，以利于迅速接敌，速战速决。对航速较高，航程较大的线导鱼雷，
一种计算航空反潜鱼雷发现概率的新方法
第１４卷第５期２００６年１２月 鱼雷技术 ＴＯＲＰＥＤＯＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖ０１．１４Ｎｏ．５ Ｄｅｃ．２００６ 一种计算航空反潜鱼雷发现概率的新方法 赵绪明１，杨根源２，黄瞧１，姜前卫ｕ （１．海军航空工程学院研究生队，山东烟台２６４００１；２．海军航空工程学院指挥系，山东烟台２６４００１；） 摘要：几种典型航空反潜鱼雷的搜索路径基本上是圆周形，其搜索区域可以看作是一个小圆，当潜艇发现自己被攻击后会进行规避，其规避范围也可以简化为圆形，这样可用圆目标面积覆盖法，建立动态情况下鱼雷对目标的发现概率模型，同时基于蒙特卡洛法，对鱼雷搜索过程作出假设，建立了鱼雷搜索模型，并对发现潜艇这个随机事件做了统计试验，两者所得结果相近。重点分析了由于投雷高度和速度引起的几个投雷散布误差，仿真结果表明，用圆目标面积履盖法求航空反潜鱼雷发现概率是合理的。 关键词：航空反潜鱼雷；潜艇；发现概率；散布误差 中图分类号：ＴＪ６３０；０１５９文献标识码：Ａ文章编号：１６７３．１９４８（２００６）０５加５４讲 ＡＮｅｗＭｅｔｈｏｄｔｏＣａｌｃｌｌｌａｔｅＤｅｔｅｃ戗ｎｇＰｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｏｆ ＡｅｒｉａｌＡＩＩｔｉ－ＳｕｂｍａｒｉｎｅＴｏｒｐｅｄｏ Ｚ月Ｈ０ｊ沁一ｍｉ昭１，ｙＡ＾心＆ｎ７妣，ｌ２，删疆ⅣＧ皿ｃｏｎ１，肌＾Ｂａ口ｎ一训反１（１．ＰｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅＴｅ锄ｏｆＮａｖａｌＡｅｒｏｎａｕｔｉｃＥ画ｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｄｔｕｔｅ，Ｙａｎｔａｉ２６４００１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｍｍａｎｄｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ０ｆＮａｖａｌＡｅｒｏｎａ埘ｃＥｎｇｉｎｅｅＩｉＩｌｇＩｎｓ６ｔｕｔｅ，Ｙ肌ｔａｉ２６４００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｍｃｔ：ＴｈｅｓｅａｒｃｈＩｏｍｅｓｏｆｓｅｖｅｒ８ｌｔｙｐｉｃａｌａｅｌｉａｌ明ｄ－８ｔｌｂｍ８ＩｉｎｅｔｏｒｐｅｄｏｅｓａｒｅｉｎｃｉｒｃｕＪｎｆｅｒｅｎｃｅｓｈａｐｅ．Ｔｋｓｅａｒｃｈｒｅ百ｏｎｃａｎ ｂｅＴｅｇａ耐ｅｄ聃ａｓｍａｌｌｃｉｒｃｌｅ，蛐ｄｗｈｅｎｓｕｂｍａｒｉｍｉｓｕｎｄｅｒｔｏｒｐｅｄｏａｔｔａｃｋｔｈｅｓｃｏｐｅｉｔｅｖａｄｅｓｃａＩＩａｌｓｏｂｅｓｉｍｐｌｉ＆ｄ舾ａｃｉｒｃｌｅ．Ｔｈｅｒｅｆ如，ｔｌｌｅｍｅｔｈｏｄｏｆｃｉｒ｛ｃｌｌｌａｒａｃｒｅａｇｅｏｖｅｄａｙｃ锄ｂｅｕｓｅｄｔｏｅｓｔａｂＨｓｈａｄｙＩｌ锄ｉｃｍｏｄｅｌｏｆｔｏｒｐｅｄｏｄｅｔｅｃｔｉｎｇｐｒｏｂａｂ胍ｙ．Ａｃ— ｃｏｒｄｉｎｇｔ０Ｍｏｎｔｅ Ｃａｄｏｍｅｔｈｏｄ，Ⅱｌｉｓｐａｐｅｒｍａｋｅｓｈｙｐｏｔｈ鹪ｉｓｔｏｔｈｅｔｏｒｐｅｄｏｓｅａｒｃｈｐｍｃｅｓｓ锄ｄｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓａｔ呷ｅｄｏｓｅａｒｃｈｍｏｄ．ｅ１．Ｔｈｅｓｉｍｌｌｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｈｓｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｃｉｒｃｕｌａｒａｃｒｅａｇｅｏｖｅｄａｙｃｏｉｎｃｉｄｅｗｉ也也ｏｓｅｆｒｏｍＭｏｎｔｅＣａｄｏｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄ．Ｓｏｍｅｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｅｒｍｒＳ０ｆｔｏｒｐｅｄｏｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔｃａｕｓｅｄｂｙｄｉ矗．ｅｒｅｍｄｒｏｐｈｅ培ｈｔｓ蚰ｄｓｐｅｅｄｓａｒｅｆｂｃａｌｌｙ锄ａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｉｔｉ８ｒｅａｓｏｎａｂｌｅｔｏｕｓｅｔｈｅＩｎｅｔｈｏｄｏｆｃｉＩ℃ｌｌｌａｒａｃｒｅａｇｅｏｖｅｄａｙｔｏｃａｌｃＩｌｌ砒ｅｄｅｔｅｃｔｉｎｇｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｏｆａｅｒｉａｌ蚴ｔｉ．ｓｕｂｍａｒｉｎｅｔｏｒｐｅｄｏ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｅｒｉａｌａｎｔｉ－ｓｕｂｍａｒｉｎｅｔｏｒｐｌｅｄｏ；ｓｕｂｍａｄｎｅ；ｄｅｔｅｃｔｉｎｇｐｍｂａｂｉＨｔｙ；ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｅｒｍｒ Ｏ引言 随着潜艇威胁的增大，反潜的重要性日渐上升。在反潜兵器中，深弹的反潜效果有较大的局限性，直航鱼雷也不能承担反潜任务，自导鱼雷由于自身的优越性能而成为反潜作战的主要攻击武器。特别在航空反潜领域，航空反潜鱼雷是几乎所有现役反潜机所携带的主要攻潜武器，因此有必要对航空反潜鱼雷搜索概率问题进行研究。目前意大利的Ａ２４４／Ｓ电动力鱼雷，俄罗斯的ＡⅡＰ．３３火箭助推鱼雷和美国的ＭＫ４６热动力鱼雷代表了当今世界海军航空反潜鱼雷的基本现状，从这３型雷的弹道图可以看出，在搜索阶段它们的搜索图形基本上是圆周形（Ａ２４４／Ｓ是螺形和螺旋形搜索，ＭＫ４６是环形搜索，ＡⅡＰ－３３则是向下螺旋搜索）¨Ｊ，圆周搜索弹道也代表了当今世界航空反潜鱼雷的发展趋势。本文将从反潜作战实际情况出发，试用解析法和模拟法来计算圆周搜索弹道中鱼雷对目标的发现概率。 收稿日期：２００６ＪＤ７－２７；修回日期：２００６．１０．１８． 作者简介：赵绪明（１９７４一）男，在读博士，主要研究方向为航空反潜目标识别及航空反潜作战效能与评估 万方数据 万方数据
基于开放式控制平台的鱼雷制导系统结构
第１４卷第４期２００６年１０月 鱼雷技术 ＴＯＲＰＥＤ０７ＩＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖ０１．１４Ｎｏ．４ ０ｃｔ．２００６ 基于开放式控制平台的鱼雷制导系统结构 吴旭光，赵勋峰，王艳 （西北工业大学航海学院，陕西西安７１００７２） 摘要：开放式控制平台（０ｃＰ）是软件激活控制（ｓＥｃ）的一个主要软件组件。ｓＥｃ的目的是开发新的控制系统和软件，以便实现使用目前的技术难以达到的控制功能。０ｃＰ为嵌人式系统开发者提供了一个开放式、基于中间件技术的软件结构和开发平台。本文分析了０ｃＰ的结构、功能和特点，并针对目前鱼雷制导系统存在的开发局限性提出了基于０ｃＰ的开放式鱼雷制导系统结构，给出了完成这种结构的软件体系。 关键词：嵌入式操作系统；鱼雷制导系统；软件激活控制；开放式控制平台 中图分类号：ＴＰ２７３；ＴＰ３９１文献标识码：Ａ文章编号：１６７３—１９４８（２００６）０４旬０２３ｍ５ ＦｒａｍｅｗｏｒｋｏｆＴｏｒｐｅｄｏＧｕｉｄａｎｃｅＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎｏｐｅｎＣｏｎｔｒｏｌＰｌａｔｆｏｒｍ 形Ｕ池一ｇｕ口昭，ｚ删ＤＸＭｎ扣愕，财ⅣＧ比凡 （ＣｏｕｅｇｅｏｆＭ疵ｎｅＥｎ舀ｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｎｈｗｅｓｔｅｍＰｏｌ”ｅｃｈｎｉｃａｌｕｎｉＶｅｒｓｉｔｙ，ｘｉ’ａｎ７１００７２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔ腿ｃｔ：Ｏｐｅｎｃｏｎｔｒｏｌｐｌａ懿ｍ（ＯＣＰ）ｉｓａｎｉｍｐｏｎａｎｔｓｏｆｔｗａｒｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｅｎａｂｌｅｄｃｏｎｔｒ０１（ＳＥＣ）．’ｎｌｅｐｕＩｐｏｓｅ０ｆＳＥＣｉ８ｔｏｄｅｖｅｌ叩ｎｅｗｃｏｍｒｏｌｓｙｓｔｅｍ髓ｄｓｏｆｔｗａｒｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓｏｔｈａｔｔｏ缸ｍｌｓｎｅｗｃｏｎｔｍｌｆｕｎｃｔｉｏｎ，ａｎｄｔｏｓｏｌｖｅｃｕＨｅｎｔｉｎｔｒａｃｔａ．ｂｌｅｐｒｏｂｌｅｍｓ．０ＣＰｐｍｖｉｄｅｓ蚰ｏｐｅｎ，ｍｉｄｄｌｅｗａｒｅ—ｅｎａｂｌｅｄｓｏｆｔｗａｒｅｆｒａｍｅｗｏｒｋａｎｄａｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌｐｌａｔｆｏ珊ｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ８ｉｍｕｌ８ｔｅｄ ｏｒａｃｔｕａｌｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍｐｌａｄｂｒｍｓ．７ｒｈｉｓｐ８ｐｅｒｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｓｔｎｌｅｔｕｒｅ，ｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄ南ａｔｕｒｅ ｏｆＯＣＰ，ａｎｄｐｒｅｓｅｎｔｓｓｏｍｅｃｏｎｔｒｏｌ８１８０ｒｉｔｈｍｓｔｈａｔｂｒｅａｋｓｏｍｅｏｆｔｈｅｃｕｎ－ｅｎｔｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓｉｎｄｅｖｅｌｏｐ主ｎｇｔｏｒｐｅｄｏｇｕｉｄａｎｃｅｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｉｎｔｍ－ｄｕｃｅｓａｓ曲ｗａｒｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｆｏｒｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙ８ｔｅｍ；ｔｏｒｐｅｄｏ州ｄａｎｃｅｓｙｓｔｅｍ；ｓｏｆｔｗａｒｅｅｎａｂｌｅｄｃｏｎｔｍｌ（ＳＥＣ）；叩ｅｎｃｏｎｔｒｏｌｐｌａ怕珊（ＯＣＰ） ０引言 英国《防务新闻》２００４年７月２０日报道波音公司首次验证有人驾驶战斗机与无人机（ＵＡＶ——ＵｎｍａｎｎｅｄＡｅｒｉａｌＶｅｈｉｃｌｅ）协同飞行的 能力。并验证了无入机的自主控制能力，包括实时防止空中相撞能力、自主规避机动能力及自主改变航线以响应突如其来的威胁和飞行故障…。 这次试验是作为美国国防预先研究计划局（ＤＡＲ．ＰＡ——ＤｅｆｅｎｃｅＡｄｖａｎｃｅｄＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｊｅｃｔｓ Ａｇｅｎ—ｃｙ）提出的软件激活控制［２’３１（ＳＥＣ——ＳｏｆｔｗａｒｅＥｎａｂｌｅｄＣｏｎｔｒ０１）计划的一部分。ＳＥＣ计划旨在充分开发无人机的控制技术。在试验中，波音公司“鬼怪”工程队开发的开放式控制平台（ＯＣＰ——ＯｐｅｎＣｏｎｔｍｌＰｌａｔｆｏｎｌｌ）∽１转换软件设施是关键技术，它能快速将新的控制设计软件和工具综合到无人机上，从而使无人机满足未来任务的要求。ＳＥＣ计划投资下一代无人机软件、控制技术和未来飞行计划。 ＯＣＰ是面向对象的软件，它支持控制系统的软硬件跨平台的无缝连接，其目的是提升ｕＡＶ控制能力和嵌人式软件的开发、分析和测试仿真能力，并支持系统的重新配置、多平台的交互操作等【４Ｊ。目前已经广泛地应用在各类无人飞行器、航行器和机器人的复杂控制中。但在国内对ＳＥＣ和ＯＣＰ的研究还是空白。 本文描述了ｓＥＣ和ＯｃＰ的基本结构、嵌入式 收稿日期：２００６舶一１５；修回日期：２００６驷－２１． 作者简介：吴旭光（１９５４一）。男，教授，目前主要从事鱼雷控制、系统建模和仿真、鲁棒控制理论、嵌入式系统及现场总线技术领域的研究和教学． 万方数据 万方数据
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）β α?ψθ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。这一部分流体动力和力矩分别是瞬时加速度v 点和瞬时角加速度w 点的线性函数。 失衡力矩：鱼雷都采用双桨对转，并且在设计时应尽可能是双桨转矩平衡，使双桨总流体动力矩为零。如果双桨转矩不能完全平衡，其转矩之差即称失衡力矩。 3、鱼雷的运动学方程 1、重心运动学方程2、鱼雷绕重心的运动学方程 鱼雷动力学方程 1、重心运动方程2、旋转运动方程 鱼雷几何方程 为了便于鱼雷运动规律的研究，常将其空间一般运动分解为在垂直平面的纵向运动，在水平方向内的侧向运动，以及鱼雷绕其纵轴的横滚运动。3个舵角分别只控制其中的一种运动。于是，一般运动方程就可分解为相对独立的三组方程。纵向运动方程组（横舵角），水平侧向运动方程组（直舵角），横滚运动方程组（差动舵角）。 小扰动原理--------线性化方法 小扰动线性化方法是控制理论和控制工程中常用的方法，其实质是在小扰动条件下，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。
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 。 y c 的值反映了深控装置对深度偏差的自动控制能力， 也反映了由深度控制作用所产生的输出在全部输出重所占的比重。y c 值愈大，深度控制作用所引起的影响也就愈强，但过大的y c 值亦会使系统的稳定性变坏，甚至不稳定。c θ起着保证系统稳定工作的作用，在惯性深控装置中，c θ的值即不能过小，也不能过大，应该有一个最佳值或在某一范围内取值，是系统达到最佳稳定状态。