鱼雷系统建模与仿真

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鱼雷控制系统计算机辅助分析设计与仿真课程设计

鱼雷控制系统计算机辅助分析设计与仿真课程设计简介鱼雷控制系统是一种用于海上军事作战的重要装备。

为了能够更好地研究和设计鱼雷控制系统，需要使用现代计算机技术来进行辅助分析和仿真。

本课程设计旨在提供计算机辅助分析设计与仿真的基础知识和技能，帮助学生更好地掌握鱼雷控制系统的设计与开发。

课程安排本课程设计将分为以下几个部分：第一部分：理论知识介绍（预计时间：2周）本部分将介绍课程设计所需要的理论知识。

具体内容包括： - 鱼雷控制系统的基本原理 - 现代计算机技术在鱼雷控制系统中的应用 - 计算机辅助分析设计与仿真的基本概念和方法第二部分：软件使用技能训练（预计时间：4周）本部分将介绍鱼雷控制系统的仿真软件，并通过实际操作，让学生掌握软件的使用技能。

具体内容包括： - 仿真软件的安装和配置 - 仿真软件的基本功能和操作方法 - 鱼雷控制系统仿真场景的设定和调整第三部分：鱼雷控制系统仿真设计（预计时间：4周）本部分将要求学生根据指定的仿真场景，使用仿真软件完成鱼雷控制系统的设计。

具体内容包括： - 仿真场景的设定和要求 - 鱼雷控制系统的设计和调整 - 仿真结果的分析和报告撰写第四部分：课程总结与展望（预计时间：1周）本部分将对本课程设计进行总结，并展望计算机辅助分析设计与仿真在鱼雷控制系统研究领域的未来发展方向。

学习方法学生可以通过以下方式获得本课程设计的学习资料和支持： - 在线课程：本课程设计的学习资料将以在线课程的形式提供，学生可以通过网络随时随地进行学习。

- 项目文档：本课程设计的项目文档将提供详细的指导和要求，学生可以根据文档进行实践和操作。

- 讨论区支持：本课程设计将设立讨论区，学生可以在讨论区与老师和同学进行交流和讨论，获得支持和帮助。

参考资料•蔡健祥.现代控制原理与应用[M].北京:高等教育出版社,2003.•杨永华. Matlab在控制系统设计中的应用[M]. 北京: 科学出版社, 2006.•任合忠, 江女.军事仿真及其应用[M]. 北京: 国防工业出版社, 2005.结语本课程设计将以计算机辅助分析设计与仿真为核心内容，通过理论介绍、实践操作和课程总结等环节，帮助学生更好地掌握鱼雷控制系统的设计和开发过程。

火箭助飞鱼雷水下射击禁区建模与仿真

火箭助飞鱼雷水下射击禁区建模与仿真佚名【摘要】The definition of rocket assisted torpedo (RAT) shooting forbidden zone and the division principle are given. Accordingly, the calculation models of shooting forbidden zones in initial searching phase, pursuing phase and re-searching phase of a rocket assisted torpedo are built by considering the characteristic of its underwater trajectory. The influences of some factors on the shooting forbidden zones are analyzed via simulation, and the result indicates that the torpedo homing distance and velocity, as well as the maximum velocity of target, are the key influencing factors. Further, the expression of RAT underwater shooting forbidden zone is simplified according to infaust instance.% 射击禁区是影响火箭助飞鱼雷作战使用安全的重要因素。

给出了火箭助飞鱼雷射击禁区的定义及划分原则；结合火箭助飞鱼雷水下弹道特点，建立了火箭助飞鱼雷初始搜索段、跟踪段和再搜索段的射击禁区解算模型。

鱼雷系统建模与仿真

y
y′
yp P : (xp , yp ), (x′p , y′p )
d e
y′p θ
O
f
x′
c a b x′p
θ
xp
x
z
⎡ cosθ 0 sinθ ⎤
Ry
(θ
)
=
⎢ ⎢
0
1
0
⎥ ⎥
⎢⎣− sinθ 0 cosθ ⎥⎦
y
图2
x
4．将下面的公式展开，写成方程组的形式。
mν 2 ×ν1 + mν 2 × (ν 2 × ( Brc )) + mν1 + mν2 × ( Brc )) = τ1
ωx
，ωy
，ωz
求解
dθ dt
，
dψ dt
，dϕ dt
的转换矩阵，并说明当
θ
=
90D
时
该矩阵奇异。
9．当 y = 2 y +1， y(0) = 1，步长 h = 0.1 ，选用梯形法计算 t =0.1 时的 y 值。
10．在如下图所示的鱼雷控这些仿真设备有什么作用？
《鱼雷系统建模与仿真技术》
<共 10 题，每题 10 分>
1．如图所示，试推导从 (x′p , y′p ) 到 (xp , yp ) 的坐标变换矩
阵。
⎡ ⎢ ⎣
xp yp
⎤ ⎥ ⎦
=
λ
⎡ ⎢ ⎣
x′p y′p
⎤ ⎥ ⎦
图1
2．将图 2 中的坐标系绕 x 轴逆时针转 90 度，写出坐标变换矩阵。
3．在国际通用坐标系下，推导雷体系到地面系的坐标变换中的第二步变换矩阵，即绕雷体系 Y 周转 pitch 角度的变换矩阵。

基于组件的鱼雷武器建模与仿真

Ｏ引言
鱼雷武器仿真系统涉及声学、学、光工程数学、计算机、电子工程、械等多学科和领域。若用高级仿机
组件技术的出现主要源于程序设计技术，继是ｏＰ面向对象编程）后的一项优秀的编程模ｏ（之型。与传统的软件开发不同，基于组件对象的在软件工程中更注重组件的规划、计与开发，以使设可
性，动力系统模块、含自导系统模块、道解算模块弹等。其中的弹道解算模块为组件，入水管制弹道模含
块、初始弹道模块等，于后期开发者或维护者来说，对如果想用新的模块代替原有的模块，只需要对新模块进行开发和测试即可，而不需去了解其他模块的实现
第３３卷第８期
２１０１年８月
舰船Biblioteka 科学技术
Ｖｏ．３，Ｎｏ．１３８Ａｕｇ．，２０１１
ＳＰＳＥＮＣＥＨＩＣＩＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
基于组件的鱼雷武器建模与仿真
刘雄，张绳，康凤举，张亚雄，郑卉凌。
块，员接口模块接收鱼雷载体的配置信息，实体成当解算模块接收到武器发控仿真台发来的出管信息后，
根据配置信息，数据库模块中读取相应的性能参从数，动第ｋ个实体解算模块进行解算。因为１鱼启个雷联邦成员需要模拟多条鱼雷，以成员中含多个结所构相同的鱼雷实体解算模块。鱼雷实体解算模块中

协同仿真平台下鱼雷仿真模型设计与实现

收稿日期:2006201213 修回日期:20062042193基金项目:国家重点实验室资助项目(51448080105ZS 2601)　作者简介:李群力(19712　),男,陕西礼泉县人,硕士生,工程师,研究方向为计算机应用研究。

文章编号:100220640(2007)0720077203协同仿真平台下鱼雷仿真模型设计与实现3李群力1,魏佳宁2(11西安工业大学,陕西　西安　710032,21西北工业大学航海学院,陕西　西安　710072) 摘　要:针对系统仿真建模可重用的需求,采用组件对象建模的思想对鱼雷进行建模,通过分析鱼雷模型的特点,完成了协同仿真平台下由鱼雷动力学、运动学模块、动力系统模块、控制系统模块、弹道解算系统模块、自导系统模块、引信系统模块、尾流自导模块、误差模块所组成的鱼雷层次结构模型设计,并已实现协同仿真环境中不同粒度的可重用模型的程序开发。

通过对鱼雷仿真模型的测试与应用,验证了协同仿真环境下组件对象建模方法具有建模过程快捷、灵活、适应性高、可重用性好和利于跨平台移植的优点。

关键词:协同仿真,鱼雷,建模,组件中图分类号:TJ 63012 文献标识码:AM odeli ng and Si m ulation of Torpedo i nCollaborative Si m ulation PlatformL I Q un 2li 1,W E I J ia 2n ing2(1.X i ’an T echnolog ica l U n iversity ,X i ’an 710032,Ch ina21M a rine Collag e ,N orthw estern P oly techn ic U n iversity ,X i ’an 710072,Ch ina ) Abstract :A i m ing at the requ irem en t fo r m odeling reu se in si m u lati on ,th is p ap er discu sses the m odeling p rocess fo r to rp edo by u sing the com ponen ts m ethod 1T he to rp edo m odel has been analyzed and divided in to six p arts 2dynam ic system ,con tro l system ,trajecto ry system ,w ake gu ide system ,fu sse system and erro r generating system 1T hen the h ierarch ical m odel of to rp edo has been designed and realized in co llabo rative si m u lati on p latfo rm 1T he test and app licati on of the to rp edo si m u lati on m odel verified that the m ethod is good at setting up fast ,vivid ,h igh adap tive m odels and has reso lved the p rob lem s in cro ss 2p latfo rm tran sp lan tati on 1Key words :co llabo rative si m u lati on ,to rp edo ,m odeling ,m odu le引　言在大多数仿真软件项目中,模型不必要的重复创建造成了资源的浪费。

基于EXTEND的鱼雷技术准备过程建模与仿真

准备任务的能力和各保障环节保障设备配置的合理性进行评估。
目前，对装备技术准备过程进行分析的研究很少，主要是基于导弹装备，数研究是利用交叉网多
系列保障环节后转化为一级战斗使用状态的过程，
其目的主要是确保鱼雷装备的战术ｍｅｔｐｏｘｍｐｅｔｈｗｈｔｔｅｍｅｈｄｈｓｔｅｐａｔａｆｅｔｉｅｌｙｎｕｐｒｅｏｒｅｃｅｔｉａｌｅｏｏｏｙｅｆｒｅａｌＯｓｏｔａｈｔｏａｈｒｃｉｌｅｆｃｎｄｐｏｉｇｓｐｏｔｒｓｕｃｓｓｉｎｉｃｌｃｆｙ
ｔｃｎｃｌｕｒｎｅ，ａｓｍｕａｉｎｍｏｅｏｅｈｉａｕｒｎｅｒｃｓａｅｎＥｅｈｉａａａｔｅｉｌｔｏｄｌｆｔｃｎｃｌａａｔｅｐｏｅｓｂｓｄｏＸＴＥＮＤｏｔｒｕｌｂｓｎｉｃｅｅｇｇｓｆｗａｅｉｂｉｙｕｉｇｄｓｒｔｓｔｅｅｔｄｎｍｉｙｔｍｈｏｙＡｖｒｇｅｇｈｏｖｒｕｐｒａｔａｄｏｈｒｓｍｕａｉｎｓａｉｔａｅｕｔａｅｇｔｅｙｖｎｙａｃｓｓｅｔｅｒ．ｅａｅｌｎｔｆｅｅｙｓｐｏｔｐｒｎｔｅｉｌｔｔｔｉｌｒｓｌｃｎｂｏｔｎｂｏｓｃｓｒｎｉｇｔｅｓｕｎｎｈｉｌｔｎｍｏｅ，ａｄｔｅｐｖｔｌｕｐｒａｔｃｎｂｏｎｎｅｉｒｖｄｍｕａｉｄｌｎｈｉｏａｐｏｔｐｒａｅｆｕｄａｄｂｍｐｏｅ．Ａｔｌｓ，ｔｉｐｐｒｔｋｓｆｈｔｒｏｓａｔｈｓａｅａｅｉｏ — ｓ

基于鱼雷武器的作训仿真系统设计与研究

基于鱼雷武器的作训仿真系统设计与研究鱼雷作为一种重要的水下武器系统，在海战中扮演着重要的角色。

为了提高鱼雷的实战能力和水面舰艇的水下作战能力，设计和研究基于鱼雷武器的作战仿真系统是非常必要的。

本文将从系统设计和研究两个方面进行阐述。

首先，基于鱼雷武器的作战仿真系统的设计是一个很重要的环节。

系统设计需要从整体上考虑作战仿真的目标和功能，并制定相应的系统体系结构。

鱼雷作战仿真系统需要包括以下几个主要模块：鱼雷系统模块、舰艇模块、海底地形模块、雷达与声纳模块、作战指挥模块等。

鱼雷系统模块是整个仿真系统的核心部分，包括鱼雷发射、导引、制导等关键技术，可以通过虚拟技术对鱼雷的性能进行模拟和评估。

舰艇模块是鱼雷作战仿真系统中的另一个重要组成部分，可以对水面舰艇的航行、指挥、战术等进行模拟和评估。

海底地形模块可以对水下地形进行三维建模，并与鱼雷系统模块和舰艇模块相结合，实现真实环境下的作战仿真。

雷达与声纳模块可以对水面舰艇和鱼雷进行探测和定位，为作战提供信息支持。

作战指挥模块可以对作战进行规划、指挥和评估，实现对整个作战过程的监控和控制。

其次，基于鱼雷武器的作战仿真系统的研究也是一个关键的方向。

研究需要重点考虑鱼雷系统的性能优化、舰艇与鱼雷的联合作战、作战规划与决策等问题。

首先，研究可以通过仿真来优化鱼雷的发射、导引和制导等技术参数，提高鱼雷的精确度和杀伤能力。

其次，研究可以建立鱼雷与舰艇的联合作战模型，探索鱼雷与舰艇之间的配合方式，提高作战效能。

最后，研究可以在作战仿真系统中加入作战规划与决策模块，通过优化作战方案和决策过程，提高作战指挥的能力。

总的来说，基于鱼雷武器的作战仿真系统的设计和研究对于提高鱼雷的实战能力和水面舰艇的水下作战能力具有重要意义。

通过合理的系统设计和深入的研究，可以提高鱼雷系统的性能和水下作战的效能，提高水下作战的实战能力。

这对于提高我国海军的整体战斗力，维护海上安全和国家利益具有重大影响。

潜艇鱼雷攻击海上目标射击阵位建模与仿真

Science and Technology & Innovation ┃科技与创新·13·文章编号：2095－6835（2016）17－0013－03潜艇鱼雷攻击海上目标射击阵位建模与仿真＊徐君明1，李东兵2，罗木生1，徐珂文1（1.中国人民解放军海军航空工程学院，山东烟台 264001；2.海军某专项办公室，北京 100036）摘要：围绕海上目标规避机动时潜艇鱼雷射击阵位的计算问题，对无法及时规避的海上舰船、具有水下感知能机动规避的水面作战舰艇两类海上目标分别建立了理想条件下、海上目标规避机动时的潜艇鱼雷射击阵位定量计算模型，并仿真分析了两种情况下的射击阵位。

仿真结果表明，相比尾后方向，目标前方与侧前方的潜艇鱼雷射击阵位较远。

海上目标的规避机动压缩了目标前方与侧前方的鱼雷射击阵位，但对目标尾后方向的鱼雷射击阵位影响不大。

关键词：鱼雷；射击阵位；舰船；定量计算模型中图分类号：TJ630 文献标识码：A DOI ：10.15913/ki.kjycx.2016.17.013潜艇具有优良的隐蔽性，可使用鱼雷等武器对海上目标实施近距离的致命攻击。

对于攻击效果而言，除了会受武器系统战技性能的制约外，还与潜艇发射武器时的射击阵位等因素密切相关。

因此，如何确定射击阵位，是潜艇使用鱼雷等武器实施攻击前需要解决的关键问题之一。

射击阵位是指潜艇使用武器对敌舰船进行攻击时相对被攻击目标的位置点。

由此可见，射击阵位主要取决于潜艇发射武器时，相对被攻击目标的舷角和距离两个因素。

目前，国内对潜艇占领射击阵位的研究较多，关于潜艇鱼雷武器系统的射击阵位的研究主要集中于可攻区域、利用多项式回归的方法得出等概率阵位图等，少有分析海上目标的规避机动对潜艇鱼雷攻击造成的影响。

下面基于理想条件、海上目标规避机动两种情况分别建立潜艇鱼雷射击阵位的定量计算模型。

1 理想条件下潜艇鱼雷射击阵位潜艇鱼雷射击阵位的确定需确保鱼雷发射出去后能在航程内与目标相遇，否则将无法命中目标。

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已知：ν1 = [u v w]T ，ν 2 = [ p q r]T ，Brc = [ xG yG zG ]T ，τ1 = [ X Y Z ]T
5．鱼雷有哪六个自由度？分别是什么运动？
6．试说明地面坐标系、雷体坐标系与速度坐标系之间的位置确定关系。
7．请推导鱼雷速度系转换到地面系的变换矩阵。
8．试推导从
ωx
，ωy
，ωz
求解
dθ dt
，
dψ dt
，dϕ dt
的转换矩阵，并说明当
θ
=
90D
时
该矩阵奇异。

9．当 y = 2 y +1， y(0) = 1，步长 h = 0.1 ，选用梯形法计算 t =0.1 时的 y 值。
10．在如下图所示的鱼雷控制半实物仿真系统中，哪些是鱼雷组件实物？哪些是仿真设备？这些仿真设备有什么作用？
彩色
打印机
仿
真
图形
机
显示器
仿真控制台
PC-486 计算机
接
舵负载仿真器
驾驶
口
舵机组件
仪
控
组
制
件
台
航向陀螺
摆组件深度传感器
转台控制柜
三轴转台
水压仿真器
YSM-3水压仿真控制柜液压站
y
y′
yp P : (xp , yp ), (x′p , y′p )
d e
y′p θ
O
f
x′
c a b x′p
θ
xp
x
z
⎡ cosθ 0 sinθ ⎤
Ry
(θ
)
=
⎢ ⎢
0
1
0
⎥ ⎥
⎢⎣− sinθ 0 cosθ ⎥⎦
y
图2
x
4．将下面的公式展开，写成方程组的形式。
mν 2 ×ν1 + mν 2 × (ν 2 × ( Brc )) + mν1 + mν2 × ( Brc )) = τ1
《鱼雷系统建模与仿真技术》
<共 10 题，每题 10 分>
1．如图所示，试推导从 (x′p , y′p ) 到 (xp , yp ) 的坐标变换矩
阵。
⎡ ⎢ ⎣
xp yp
⎤ ⎥ ⎦
=
λ
⎡ ⎢ ⎣
x′p y′p
⎤ ⎥ ⎦
图1
2．将图 2 中的坐标系绕 x 轴逆时针转 90 度，写出坐标变换矩阵。
3．在国际通用坐标系下，推导雷体系到地面系的坐标变换中的第二步变换矩阵，即绕雷体系 Y 周转 pitch 角度的变换矩阵。