现代海军兵器技术丛书 鱼雷导航与控制技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 一般概念 1

1.1.1 导航概念 1

1.1.2 制导概念 4

1.2 导航和控制技术的发展 7

1.2.1 导航技术的发展 7

1.2.2 鱼雷控制系统的发展 17

1.3 鱼雷自动控制系统的基本组成和工作原理 19

1.4 对导航与控制系统的要求 22

1.4.1 对导航系统的要求 22

1.4.2 对鱼雷控制系统的要求 25

第2章 鱼雷航行动力学 28

2.1 鱼雷空间运动的表示 28

2.1.1 鱼雷常用坐标系 29

2.1.2 鱼雷的姿态角和弹道角的定义 30

2.1.3 鱼雷流体动力角的定义 31

2.2 坐标变换 31

2.2.1 鱼雷常用坐标系之间的变换 31

2.2.2 鱼雷常用坐标系之间的关系 34

2.3 鱼雷流体动力和力矩 35

2.3.1 流体动力与运动参数的关系 35

2.3.2 流体动力和力矩的分量 37

2.3.3 鱼雷流体动力和力矩的具体表达式 39

2.4 鱼雷运动方程 50

2.4.1 鱼雷的运动学方程 50

2.4.2 作用在鱼雷上的力和力矩 52

2.4.3 鱼雷的动力学方程 54

2.4.4 鱼雷空间运动方程组 56

第3章 敏感元件和执行机构 57

3.1 陀螺仪运动特性 57

3.2 二自由度陀螺仪运动的技术方程式 60

3.3 陀螺仪的运动分析 62

3.4 单自由度速率陀螺仪 70

3.4.1 单自由度陀螺仪的工作原理及基本特性 70

3.4.2 速率陀螺仪在鱼雷上的应用 72

3.5 加速度计 73

3.5.1 液浮摆式加速度计的结构和工作原理 74

3.5.2 液浮摆式加速度计的运动方程及其分析 75

3.5.3 加速度计在鱼雷中的应用 76

3.5.4 石英挠性摆式加速度计 77

3.6 高度表 79

3.7 新型角速度敏感器 81

3.7.1 概述 81

3.7.2 光学陀螺仪基础 82

3.7.3 光纤陀螺仪 85

3.7.4 微机械惯性传感器 86

3.8 深度压力传感器 88

3.9 鱼雷控制系统的执行机构 94

3.9.1 鱼雷上常用舵机的分类方法 95

3.9.2 气动舵机与舵回路 96

3.9.3 液压舵机与舵回路 99

3.9.4 电动伺服机构 104

3.9.5 推力矢量控制装置 106

第4章 鱼雷纵向运动分析 109

4.1 深度控制系统的构成与动作原理 109

4.2 惯性深控系统的数学模型 113

4.2.1 惯性深控装置的稳态方程 113

4.2.2 舵机与传动机构 115

4.3 电子式深控系统的数学模型 117

4.3.1 微分比例器的传递函数 117

4.3.2 电动执行器的传递函数 119

4.3.3 电深控装置的传递函数和控制规律 120

4.4 鱼雷纵向运动数学模型和定常运动分析 122

4.4.1 原始方程 122

4.4.2 标准形方程 122

4.4.3 纵向定常运动分析 124

4.4.4 纵向运动的线性化方程 127

4.4.5 状态方程 128

4.5 自由角和横舵管制 129

4.5.1 自由角 129

4.5.2 横舵管制 131

4.6 深度控制系统的动态特性 132

4.6.1 系统的数学模型 132

4.6.2 稳定性 134

4.7 深度控制系统的误差分析 140

4.8 纵倾控制系统 145

第5章 鱼雷侧向运动分析 147

5.1 鱼雷侧向运动数学模型和定常运动分析 148

5.1.1 侧向运动原始方程 148

5.1.2 标准方程与状态方程 150

5.1.3 定常运动与平衡条件 152

5.2 鱼雷航向控制系统的动态特征 154

5.2.1 过渡过程 154

5.2.2 稳定性分析 156

5.3 鱼雷航向控制系统的稳态分析 158

5.3.1 航向控制系统的稳态误差 158

5.3.2 扰动输入的影响 160

5.4 鱼雷横滚运动的数学模型 161

5.4.1 运动方程 163

5.4.2 传递函数与动态特征 165

5.5 鱼雷横滚对航行的影响 166

5.6 鱼雷横滚控制系统的特性分析 170

5.6.1 控制规律 170

5.6.2 系统特性分析 172

第6章 水中兵器导航与定位技术 175

6.1 惯性导航技术 175

6.1.1 惯性导航系统主要设备 175

6.1.2 惯性导航系统基础 177

6.1.3 平台式惯性导航的基本原理 179

6.1.4 捷联式惯性导航的基本原理 186

6.1.5 惯性导航系统的误差分析和初始对准 190

6.1.6 两种导航系统的比较 197

6.2 卫星导航定位技术 198

6.2.1 概述 198

6.2.2 GPS 201

6.2.3 北斗卫星定位系统 218

6.2.4 卫星导航定位技术发展趋势 223

6.3 水下声学导航定位技术 226

6.3.1 概述 226

6.3.2 系统组成及导航定位方式 226

6.3.3 水声导航定位系统工作原理 228

6.4 匹配导航技术 235

6.4.1 水下地形匹配辅助导航技术 236

6.4.2 水下地磁匹配导航技术 258

6.4.3 重力场匹配导航技术 264

6.5 声多普勒测速导航技术 268

6.5.1 舰船多普勒测速原理 269

6.5.2 发射频率和工作方式的选择 273

6.6 水下组合导航系统 275

6.6.1 地形辅助INS水下组合导航系统 276

6.6.2 地磁辅助INS水下组合导航系统 279

6.6.3 INS/DVL组合导航系统 281

第7章 鱼雷制导控制系统的仿真 284

7.1 鱼雷制导控制系统仿真的基本概念 284

7.1.1 鱼雷制导控制系统设计方法与仿真目的 284

7.1.2 鱼雷制导控制系统仿真的特点及要求 285

7.1.3 鱼雷制导控制系统仿真试验内容 286

7.1.4 鱼雷仿真技术的发展 289

7.2 控制系统的数学仿真 291

7.2.1 数学模型 292

7.2.2 仿真模型 294

7.3 制导控制系统的半实物仿真 296

7.3.1 系统的组成与主要技术要求 297

7.3.2 专用仿真软件 308

7.3.3 基于实时网络的分布式半实物仿真系统 309

参考文献 312

索引 315