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计算机仿真 2008年第06期杂志 文档列表

计算机仿真杂志军事领域仿真

水下航行器X字型舵面故障分析与仿真1-3

摘要：X字型舵水下航行器与十字型舵水下航行器相比,舵机系统具有功能冗余性。目前国内对舵机系统的故障诊断主要是针对十字型舵,而对于X字型舵的研究还比较少。针对上述情况,论文分析了X字型舵与十字型舵水下航行器舵面布局的差异以及X字型舵水下航行器流体动力特性,建立了X字型舵水下航行器力及力矩模型,研究了X字型舵在舵面故障情况下动力特性的改变,给出了X字型舵舵面损伤时横滚角的动态变化。仿真结果表明,X字型舵水下航行器在舵面损伤时横滚角趋于发散,通过设置合适的观测器,就能检出该故障,对进一步研究X字型舵水下航行器的故障诊断具有重要的作用。

舰船动力系统论证多学科系统级仿真评估框架4-6

摘要：舰船动力系统论证评估是一个多因素、多层次、多目标的决策问题,传统定性评估存在速度慢、主观随意性大等缺点。为提高舰船动力系统论证评估的科学化、智能化水平,在分析了各类仿真手段优缺点的基础上,提出了一个基于HLA的多学科系统级仿真评估框架,并就其中涉及到的关键技术进行了分析。框架综合利用了包括数字仿真、半实物仿真、虚拟样机在内的各种仿真手段为动力系统评估提供数据支持,使舰船动力系统论证评估实现从定性到定量的转变成为可能。

无载频超宽带雷达的梳状谱干扰仿真研究7-9

摘要：超宽带雷达的发展及其在军事上的应用,对传统雷达对抗装备提出了严峻的挑战,极宽的信号带宽迫使干扰信号在频域上分散,从而大大降低了干扰信号的有效性。为了集中信号功率,对超宽带雷达进行有效干扰,提出了梳状谱干扰技术,即将干扰功率集中于雷达信号带宽范围内的一些离散频率点实施干扰,破坏雷达回波信号与参考信号的相关性,从而实现有效干扰。以无载频超宽带雷达为研究对象,通过仿真方法,将梳状谱干扰与传统的噪声干扰进行比较,得出梳状谱干扰技术对无载频超宽带雷达具有明显的干扰效果。研究成果对超宽带雷达干扰装备的研制具有一定的参考价值。

基于QualNet的战术数据链协议跨层通信机制10-13

摘要：一般的无线通信网络严格按照协议栈逐层通信,虽然易于实现但同时也在一定程度上降低了网络效率和性能,使得在一些特殊应用场景条件下不能满足需要。为了解决问题,结合战术应用背景需求,分析了战术数据链的网络特性,采用跨层设计的方法,设计并实现了一种基于QualNet仿真环境的跨层通信机制。仿真结果表明,数据传输能够一定程度摆脱逐层通信的束缚,快速地进行跨层交互,减小协议栈里高层协议与低层协议的传输延迟,提高了信息更新的实时性。同时由于通信层次减少,消息传输可靠性得到提高,对战术数据链的应用具有重要的现实意义。

对时分法多目标干扰特性局限性的探讨14-16

摘要：时分法多目标干扰是为了缓解现代电子战中目标数多而干扰资源不足的矛盾所采取的措施。通常认为,时分法多目标干扰的优点是功率容量可达到100%,能使功放工作于高效率的丙类工作状态。通过对时分法多目标干扰的话音可懂度、中断次数、干扰占空比及功率利用率和频谱分布等特性相互关系的分析和模拟,提出了其功率利用率是随干扰目标数以及欲达到的话音可懂度指标而变化这一观点,阐述了时分法多目标干扰的应用范围和存在的局限性,为电子干扰技术手段提供借鉴。

联合信息作战目标价值的分析方法研究17-19

摘要：分析了联合信息作战目标选择问题的特点,提出了一种用于实现网络化目标体系中目标价值分析的计算模型。作战目标选择是联合信息作战模拟与辅助决策研究中的重要问题,而目标价值分析是进行目标选择的基础。研究了进行信息作战目标价值比较的不同尺度,确定了信息网络中作战目标价值的量度标准并应用图论的方法分别建立了节点型目标、节点组目标和链路型目标价值的计算模型。算法实例分析结果表明模型可以解决以信息网络为攻击对象的信息作战目标选择问题,是一种在网络化目标系统中进行目标价值分析和目标选择的新方法。

计算机仿真杂志航空航天领域仿真

导航系统全球完好性仿真分析的设计与实现20-24

摘要：完好性分析是导航系统分析的重要组成部分,完好性的仿真验证和测试可以降低系统研制的技术风险,是导航领域仿真的一个重要问题。提出了基于用户接收机格网的完好性仿真分析涉及的RAIM算法和RAIM可用性算法等相关算法模型,基于此,设计和实现了导航系统完好性仿真分析系统,最后针对格网分辨率为10°×10°的中国区域格网（24个网格点）进行了完好性的仿真试验分析,验证了相关RAIM算法,讨论了失效卫星对导航系统完好性的影响和基于保护级别概念的完好性计算的不足。

滑转率对月球车车轮驱动力学特性的影响分析25-29

摘要：应用车辆地面力学理论研究滑转率对月球车车轮挂钩牵引力、驱动效率以及功率消耗的影响。建立刚性车轮与松软月壤交互作用的动力学模型。通过实例对月球车车轮驱动动力学特性进行仿真分析。研究结果表明,车轮的挂钩牵引力、驱动效率以及驱动能耗均受到车轮滑转率的制约。存在一个最优的滑转率区间,在此区间内车轮可获得较大的挂钩牵引力、较高的驱动效率以及较低的驱动能耗。求取轮、地相对速度,对月球车车轮的地面摩擦力功率进行了估算。

航空发动机供回油流路流动换热数值仿真30-34

摘要：为得到某航空发动机润滑系统的供回油流路在发动机最大工作状态下的流量分配和温度分布,采用GASLS系统对该流路进行了数值仿真。经过结构分析,构建了该供回油流路由仿真元件与节点组成的网络仿真模型。对流路中的轴承腔和换热器两类复杂部件,为降低整体网络的复杂度,分别对其独立进行仿真分析得到其工作特性,然后以组合仿真元件形式代入供回油流路的整体仿真网络进行计算。在给定的试验条件下,采用一维网络算法,得到稳态情况下供回油流路关键节点处的流量、压力和温度分布。最终的仿真分析结果与试验参考值吻合较好。

基于神经网络信息融合的智能故障诊断方法35-37

摘要：飞行状态时的飞机舵面故障诊断系统,含有系统和测量噪声及其时变、非线性等特点,采用常规的故障诊断方法很难实现对飞机舵面故障的准确诊断和告警,为了更好的实现对飞机舵面系统的故障诊断,将神经网络信息融合的智能故障诊断方法首次运用到舵面系统故障诊断中。该智能诊断方法应用神经网络的非线性拟合能力扩展舵面相关线位移传感器测量信息,同时采用D-S算法将相关传感器的输出信息进行融合,最后信息融合诊断策略根据这些信息确定出舵面相应的故障类型,从而可以对舵面故障信号进行有效识别和诊断。建立了某机舵面系统故障诊断的数学模型,并利用该模型对提出的智能故障诊断方法进行仿真验证,最后的仿真实验结果表明：该故障诊断结构形式对于舵面常见的故障能够进行识别和告警,诊断效果令人满意。

基于空中飞艇的天线姿态控制系统设计与仿真基于空中飞艇的天线姿态控制系统设计与仿真38-41

摘要：空中移动通讯平台目前越来越多地应用于军事领域,由于在点对点信息无线传递过程中,通讯设备需要具有一定的方向性,最好是相互对准,从而增加信息通讯效率、减小误码率。基于飞艇的天线姿态控制系统由位置反馈、速度反馈和电流反馈组成三环数模混合控制系统,采用了稳定回路与跟踪回路相结合的姿态控制系统设计实现天线实时指向运动,架构了基于三坐标系的姿态解算数学模型,在较为恶劣的模拟环境下对系统进行了计算机仿真,结果表明系统满足预期设计指标要求,有效地隔离了飞艇运动对天线对准目标所带来的影响,响应速度快,对被控对象的非线性和时变性具有一定的自适应能力。

涡轮叶顶间隙数值仿真42-45

摘要：叶顶间隙显著地影响着现代航空发动机的经济性和可靠性,叶顶间隙主动控制技术可以降低燃油消耗率的同时,保证安全性的要求。基于某型航空发动机的结构尺寸,分别建立了机匣、叶片、的数学模型。利用自行开发的叶顶间隙仿真程序,改进了叶片和涡数学模型,并与某型发动机整机的模拟程序相结合,计算了某型航空发动机高压涡轮叶顶间隙的时间历程变化。结果表明：叶顶间隙分别在慢车突然加速和反推力状态下出现最小值。叶顶间隙的计算结果基本上符合试验数据,说明该仿真程序不仅计算速度快,而且还具有足够的精度。

基于STK的GPS空间覆盖特性仿真分析46-49

摘要：GPS在空间飞行器上的应用越来越广泛。然而,由于信号辐射角的限制,空间用户在一定高度之上存在不可见区域,为了探讨GPS系统对空间用户的可用性和完备性,提出了利用STK进行仿真分析,对该软件自带的GPS星座场景,设置不同的信号辐射角度的限制,对信号辐射角度为32°、40°和46°三种情况下,在不同的高度处航天器对GPS可见星数目进行了仿真,并给出了在空间应用中GPS的可用高度范围。仿真结果显示,航天器对GPS可见星数目随着信号辐射角度的增大而增多,随着高度的降低而增加。

陀螺误差现场系统标定方法研究50-53

摘要：为了补偿在实际使用环境中陀螺误差对捷联惯导系统带来的影响,提出了陀螺误差的现场系统标定方法。该方法采用四元数微分方程作为系统方程,利用加计估计出的两个水平姿态角和磁罗盘或GPS辅助给出的方位角作为观测,建立广义卡尔曼滤波方程对陀螺误差进行滤波估计。同时设计了1种简单的静基座转动的标定路径用于陀螺误差系数的分离。仿真结果表明该方法可行有效,估计结果能够很好地弥补捷联惯导系统中陀螺各误差因素的影响。

基于HLA的分布式导弹攻防视景仿真系统54-58

摘要：HLA和虚拟现实相结合,使得通过计算机生成的综合环境具有真实感,具有较高的可信度。文中基于新一代实时视景仿真软件平台Vega Prime和HLA仿真支撑平台MAK RTI设计开发了导弹攻防视景仿真系统。介绍了导弹攻防仿真大系统的总体框架,视景仿真系统的功能设计以及联邦通信,给出了程序流程。最后针对Vega Prime自带特效无法达到导弹攻防可视化要求的现状,实现了Vega Prime下调用OpenGL函数来表现特效这一关键技术。与导弹攻防仿真大系统的联调表明,该系统逼真流畅地演示出仿真系统作战想定的全过程,并且满足系统仿真的实时性要求。

弹道导弹再入机动弹道设计研究59-61

摘要：具有再入机动能力是现今导弹发展的主要方向,而研究机动变轨对提高导弹作战能力的作用效果,首先要在设计研究再入机动弹道的基础上开展。在建立空间再入机动弹道数学模型的基础上,从保证末速最大的要求出发,利用最优控制原理和数值分析进行了最佳再入机动弹道设计,并基于VisualC＋＋编程软件进行仿真计算。结果表明,设计方法可行,验证了模型的正确性和所作近似的合理性。通过图例可以看出机动弹道可大大提高导弹的突防能力和生存能力,具有攻击复杂地形目标的能力。

变后掠翼战术巡航导弹动力学控制及仿真62-65

摘要：采用变后掠翼技术实现战术巡航导弹多任务低能耗飞行,导弹的动力学与控制特性因为弹翼的运动更加复杂化,给出了包含弹翼运动的整弹动力学模型,基于小扰动法和系数＂冻结＂法,得出了导弹包含弹翼运动参数的三通道数学模型,充分考虑了气动参数摄动和弹翼运动参数时变特性,将其视为标称值与已知上下界的摄动量的和。采用变结构控制理论设计自动驾驶仪,仿真结果表明,设计的控制器具有强鲁棒性,能够抑制参数变化的影响,满足导弹控制性能指标要求。

一种小型无人机半物理仿真系统实现66-69

摘要：为满足初期试飞阶段控制律参数调节及后期改进阶段控制策略优化的需要,以某新型无人机为应用背景,提出了一种小型无人机半物理仿真系统方案。详细设计了系统基于PC机与局域网（LAN）的硬件结构及模块化的软件流程,并实现了基于四阶龙格-库塔算法的无人机模型移植及基于向量积方法的航向稳定控制。按照测试目的,设计了相应的半物理仿真试验,仿真结果表明,能较全面地验证飞行控制软件的可靠性,结构紧凑、操作简便、实时性强。