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。
5
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
鱼雷自动控制系统第二版教学设计 (2)
鱼雷自动控制系统第二版教学设计1. 前言鱼雷自动控制系统是一种复杂的控制系统，具有广泛的应用领域，例如水下探测、海洋资源调查、钻井平台和潜水器等领域。
本教学设计旨在介绍鱼雷自动控制系统的第二版，涵盖了硬件和软件两个方面的内容。
2. 教学目标本教学设计旨在帮助学生了解鱼雷自动控制系统的原理和应用，掌握其设计和实现方法，具备自主研发和应用鱼雷自动控制系统的能力。
具体目标包括：•了解鱼雷自动控制系统的原理和应用；•掌握鱼雷自动控制系统的硬件和软件设计方法；•熟悉鱼雷自动控制系统的实现过程；•具备自主研发和应用鱼雷自动控制系统的能力。
3. 教学内容3.1 系统框图和原理图系统框图和原理图是鱼雷自动控制系统设计的基础，本部分将详细介绍鱼雷自动控制系统的系统框图和原理图。
3.2 硬件设计硬件设计是鱼雷自动控制系统的关键，本部分将详细介绍鱼雷自动控制系统硬件设计的流程和方法，包括传感器选择和接口设计等。
3.3 软件设计软件设计是鱼雷自动控制系统的核心，本部分将详细介绍鱼雷自动控制系统软件设计的流程和方法，包括系统架构和程序设计等。
3.4 系统实现系统实现是鱼雷自动控制系统的最终目的，本部分将介绍鱼雷自动控制系统实现的步骤和方法，包括系统调试和测试等。
4. 教学方法本教学设计采用“理论讲解 + 实践操作”教学方法，具体实施方案如下：•第一周：系统框图和原理图的讲解和绘制；•第二周：传感器选择和接口设计的讲解和实践；•第三周：系统架构和程序设计的讲解和实践；•第四周：系统调试和测试。
5. 教学评价教学评价是教学工作的重要环节，本教学设计采用综合评价的方法，包括知识测试、实验报告、课堂表现和项目成果等，其中项目成果将作为最终评价指标。
6. 结语鱼雷自动控制系统是一种复杂的控制系统，本教学设计旨在帮助学生掌握鱼雷自动控制系统的设计和实现方法，具备自主研发和应用的能力，为学生的技术培养和就业发展提供支持。
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。
基于ADC模型的某型鱼雷自导系统作战效能分析
关 键 词 ： 雷 ；自导 系 统 ；Ａ 鱼 ＤＣ模 型 ； 能 分 析 效
中 图 分 类 号 ：ＴＪ ３ ． ６０ ２ 文 献 标 识 码 ：Ａ
武器系 统作战效 能是指 表示武器 系 统能 在规 定 的环境 条 件下 和 规 定 时间 内 完成 给定 任 务 之程 度 的指 标 。它表示该 系统完 成给定 战斗任务 的能力 ， 武器 系统最基本 的综合 性能 ， 是 是设计 、 研制 、 产和使用 部 门 生 所追求 的最终 目标 。某 型鱼雷 自导系统 作战效 能的研究 是评 价 系统 的质量 、 合理 使 用鱼 雷 的重 要条 件 和依 据 。特别 是在新 型武器 系统 的研 制与定 型试 验 中 ， 对武器 系统 的效 能评 估不 但能 为 鱼雷 的试 验 与鉴 定提 供 可靠 的参考 依据 ， 也是发挥 系统 的最 大效 能 、 实现对 系统 进行 改进 所 必不 可少 的步骤口 。同时 ， 为 将来作 ］ 也 战部 队的战斗使用 及进行 鱼雷 的战术研究奠 定必不 可少 的基 础 。
Ｄ， 分 别 为 Ｃ
ｄ１ １ １ ２
２
图 ３ 自导 系统 效 能 构 成 图
ｄｌ
２
第 ３期
成 方达 ， ： 于 ＡＤ 等 基 Ｃ模 型 的某 型鱼雷 自导 系统作 战效 能分析
８ １
２ 基 于 ＡＤＣ方 法 的 鱼 雷 自导 系 统 效 能 评 估
２ １ ＡＤＣ 方 法 ．
自导 系统
ｌ
Ｊ
ｌ
Ａ ＤＣ方 法 是 基 于 美 国 工 业 界 武 器 系 统 效 能 咨 询 委 员 会 （ Ｓ Ｉ Ｗ Ｅ—
对 目标 的发 现与 导引 ， 鱼雷 即便 在较 大 的射 使
鱼雷自动控制系统第二版教学设计
鱼雷自动控制系统第二版教学设计一、教学目的本教学设计旨在通过让学生了解鱼雷自动控制系统的基本原理和组成部分，培养学生对鱼雷自动控制系统的设计、实现和运维能力。
教学内容涵盖鱼雷自动控制系统的软件和硬件实现，以及鱼雷自动控制算法的设计和优化。
二、教学内容1. 鱼雷自动控制系统概述讲解鱼雷自动控制系统的基本原理和组成部分，其中包括传感器、执行器、控制板和算法等。
2. 传感器和执行器介绍鱼雷自动控制系统中常用的传感器和执行器，如水声定位仪、陀螺仪、加速度计以及鱼雷发射器等。
3. 控制板和程序设计讲解鱼雷自动控制系统中的控制板和程序设计，其中包括单片机的选择、程序设计的基本框架以及编程语言等。
4. 鱼雷自动控制算法介绍鱼雷自动控制算法的基本原理和实现方式，其中包括PID控制和滤波算法等。
5. 鱼雷自动控制系统的实现和优化实现鱼雷自动控制系统，并对其进行优化和测试。
三、教学方法本课程采用“讲授 + 实践”相结合的教学方式。
讲授部分教师采用PPT展示，同时结合实际的案例进行讲解，以便让学生更加深入地了解系统的实现过程；实践部分采用课程作业加实验的形式进行，让学生自行设计、实现和调试鱼雷自动控制系统。
四、考核方式本课程的考核方式采用课堂成绩和课程作业加实验成绩的综合评估方式。
课堂成绩占总成绩的40%，课程作业加实验成绩占总成绩的60%。
其中，课程作业占40%，实验成绩占20%。
五、参考资料•《控制工程设计基础》•《现代控制理论与应用》•《基础电子技术》•《计算机程序设计》六、总结通过本次鱼雷自动控制系统的教学，学生可以掌握设计、实现和运维鱼雷自动控制系统的能力，也可以了解到传感器、执行器、控制板和算法等各方面的知识。
希望本教学设计能够帮助学生更好地了解鱼雷自动控制系统的实现过程，并在各自领域得到更深入的发展。
鱼雷追踪课程设计
水平面内鱼雷追踪目标某飞行器对水平面内追踪目标，系统结构图如下图所示：测量噪声σ5.80.19 3.6192.42515119.84cos sin y r y y r y e m e m X V Z V ββωδωβωδψωψβ⎧=-+-⎪=--⎪⎪=⎪⎨=ψ⎪⎪=-ψ⎪ψ=-⎪⎩式中β，y ω，r δ，ψ，ψ，m V ，e X ，e Z 分别为航行器侧滑角、偏航角速度、偏航舵偏角、航向角、弹道偏角，速度、以及地面坐标系中X 轴和Z 轴坐标。
飞行器做匀速运动25/m V m s =，初始条件：(0)(0)(0)(0)(0)(0)(0)0y r e e X Z βωδψ====ψ===。
目标运动方程组如下：cos sin T T T T T T T TX V Z V ω⎧ψ=⎪=ψ⎨⎪=-ψ⎩式中T ψ，T ω，T X ，T Z 分别为目标弹道偏角、偏航角速度、纵向距离和侧向距离。
初始条件：5/T V m s =，(0)(0)1500T T X Z m ==，(0)0T ω=当t <20s 时，(0)0.4T T rad ψ=ψ=，目标做匀速运动； 当t ≥20s 时，0.1/T rad s ω=，目标做回旋运动；鱼雷与目标的相对距离为T e X X X ∆=-，T e Z Z Z ∆=-，视线角q 定义为Z q arctg X -∆⎛⎫= ⎪∆⎝⎭q ηψ=-，η为鱼类系中的前置角鱼雷尾追法的操舵律,r k k δη=-——比例系数，k =0.5，10r δ≤ 。
测量噪声ησ为导引头角度测量噪声，ησ服从2(0,0.5)N 正态随机噪声。
终端脱靶量为系统终端时刻F t 所对应的最小的最小距离，Ft r =要求：1）应用C 语言编写程序，计算弹道，并绘制结果曲线。
2） 给出系统脱靶量统计结果（用蒙特卡洛法）。
计算出N 次仿真的脱靶量的均值m 和方差σ，置信区间为m λσ±，作N =30次仿真统计试验时，2.05/λ=95%）。
火箭助飞鱼雷海上落点测控系统测量误差分析
火箭助飞鱼雷海上落点测控系统测量误差分析
张玉涛;薛飞;李鹏
【期刊名称】《鱼雷技术》
【年(卷),期】2012(020)005
【摘要】火箭助飞鱼雷海上落点是影响其命中精度的重要参数,在试验测量时,用于水声定位的海上浮标可能会出现缺失而影响其测量精度.本文利用Matlab软件对火箭助飞鱼雷海上落点测量浮标预设阵型进行了仿真研究,分析了缺失部分浮标对测量精度的影响,给出了缺失浮标数量及阵型最低条件,即当12个浮标中缺失4个浮标且阵型不对称时,测量精度会迅速下降.研究结果表明,在落点测控过程中,如果文中的预设浮标阵型不满足最低条件,应重新调整浮标.该研究可为海上实际试验指挥决策提供技术支撑.
【总页数】4页(P392-395)
【作者】张玉涛;薛飞;李鹏
【作者单位】中国人民解放军91439部队,辽宁大连,116041;中国人民解放军91439部队,辽宁大连,116041;中国人民解放军91439部队,辽宁大连,116041【正文语种】中文
【中图分类】TJ631.2;TM46
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3.火箭助飞鱼雷入水姿态角海上测量方法探讨 [J], 杨绪升;周学滨;谢峰
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5.一种海上落点声学测量基站优化布设方法 [J], 张志伟;孙翱;张旭;李智生
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轻型反潜鱼雷最优垂直命中末弹道设计
轻型反潜鱼雷最优垂直命中末弹道设计
聂卫东;高智勇;刘艳波
【期刊名称】《鱼雷技术》
【年(卷),期】2012(020)001
【摘要】在轻型反潜鱼雷最优垂直命中弹道设计中,基于庞特里亚金(Pontryagin)极小值原理解析求解得到的最优垂直命中导引律具有理论基础完备、形式简洁等优点,但因其推导过程进行了一系列简化处理,适用范围变窄,且控制系数不易获得,事实上难于直接应用.为此,本文提出了一种实用的鱼雷最优垂直命中末弹道的设计方法,即对上述导引律进行面向工程应用的二次优化设计,从而得到满足不同初始作战态势下的最优导引律.通过弹道数字仿真验证了该方法的可行性和可靠性.分析了末弹道优化系统的设计灵敏度,提出了合理的优化设计建议.
【总页数】8页(P1-8)
【作者】聂卫东;高智勇;刘艳波
【作者单位】中国船舶重工集团公司第705研究所陕西西安 710075;中国船舶重工集团公司第705研究所陕西西安 710075;中国船舶重工集团公司第705研究所陕西西安 710075
【正文语种】中文
【中图分类】TJ630.2
【相关文献】
1.体目标条件下反潜鱼雷命中目标模型 [J], 谢勇;张静远;谌剑;李恒
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3.鱼雷最优垂直命中弹道的制导方法及其仿真 [J], 詹致祥
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5.一种优化的鱼雷垂直命中最优导引律的研究 [J], 井炜;严卫生
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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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。
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ABSTRACTThe 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目录第一章前言 (1)1.1毕业设计课题研究的意义 (1)1.2 毕业设计的主要内容及任务分析 (2)第二章鱼雷控制系统概述 (4)2.1鱼雷及其自动控制系统的发展 (4)2.1.1鱼雷武器的特点和战斗使命 (4)2.1.2国内外鱼雷的发展现状 (4)2.2鱼雷自动控制系统的基本原理与组成 (6)2.3鱼雷自动控制系统的战术技术要求 (8)2.3.1自动控制系统的一般性能指标 (8)2.3.2鱼雷自动控制系统的主要战术技术指标 (9)第三章鱼雷航向控制系统 (13)3.1鱼雷航向控制系统的组成及原理 (13)3.2鱼雷航向控制系统的动态分析 (15)3.2.1过渡过程 (15)3.2.2过渡过程分析 (17)3.2.3频率特性分析 (17)3.3鱼雷航向控制系统的稳态特性 (19)3.3.1航向控制系统的稳态误差 (19)3.3.2扰动输入的影响 (20)第四章鱼雷控制系统的计算机辅助分析 (22)4.1鱼雷控制系统的稳定性分析 (22)4.2鱼雷控制系统的根轨迹分析 (23)4.2.1根轨迹分析的MATLAB实现 (23)4.2.2鱼雷侧向运动的根轨迹分析 (25)4.3鱼雷控制系统的频域响应分析 (27)4.3.1频域响应分析的MATLAB实现 (27)4.3.2鱼雷侧向运动的稳定性分析 (29)4.4鱼雷控制系统的时域响应分析 (31)4.4.1时域响应分析的MATLAB实现 (31)4.4.2鱼雷航向系统的时域响应分析 (33)4.4.3 时域响应的Simulink建模分析 (34)第五章鱼雷航向控制系统的设计 (36)5.1引言 (36)5.2超前控制器 (37)第六章鱼雷航向控制系统设计结论 (46)6.1毕业设计任务 (46)6.2毕业设计结论分析 (46)参考文献 (48)致谢 (47)毕业设计小结 (49)第一章前言1.1 毕业设计课题研究的意义鱼雷是现代海战中的主要攻击性武器,鱼雷自动控制系统是整个鱼雷的中枢。
现代鱼雷航行深度范围大，航程远，航速高，变速制，鱼雷的特征参数在很大范围内变化，并要求实现各种战术弹道。
鱼雷航向控制系统的主要任务是稳定和控制鱼雷航向，使鱼雷按照预定的航向航行或根据导引系统的指令，追踪目标来完成其战斗使命。
高速度、大容量微型计算机在鱼雷上的在线运行，为应用现代控制理论分析、综合、设计复杂的鱼雷自动控制系统，实现各种复杂的控制规律提供了硬件基础，同时也为鱼雷的自导、线导、控制等各子系统之间的信息交换和处理提供了极大的方便，有利于促进鱼雷制导大系统向信息化、综合化、智能化、高精度方向发展。
按战术技术指标要求设计鱼雷航向控制系统，需要考虑多方面的问题和进行大量的仿真分析。