鱼雷自动控制系统教学课件电子教案全套课件.pptx

鱼雷自动控制系统第一章 绪论鱼雷弹道的不同阶段对控制的要求鱼雷控制系统的基本原理与组成鱼雷控制系统的战技指标§1-1 鱼雷及其自动控制系统的发展鱼雷是一种能在水中自主推进、自动控制、自动导引的水下航行器，是用以攻击水面或水下目标的水中兵器。现代鱼雷是一种复杂的高新技术武器，具有速度快、航程远、隐蔽性好、命中率高和破坏威力大等特点，是水中的导弹。鱼雷控制系统的发展经历了机械-电气式结构，到电子式自动驾驶仪，再到现代的计算机控制系统，并向着信息化、综合化、智能化、高精度方向发展。§1-2 鱼雷弹道与控制空投反潜鱼雷弹道示意图 (1) 非操纵运动（空中弹道、初始非控弹道）中，不加控制，舵角为零或预先设定常值，称为非操纵运动。 (2) 在有哪些信誉好的足球投注网站弹道和非自导鱼雷的末攻击弹道中，按预先给定的程序航行，舵角取决于实际弹道与战术基准弹道的偏差。 (3) 在制导鱼雷的导引（追踪）弹道和末攻击弹道中，舵角取决于目标运动和鱼雷运动两种信息。 鱼雷制导系统对规定的战术基准弹道参数、实际弹道参数以及目标运动参数进行综合处理，给出操舵的控制信号，由舵机驱动舵面偏转以控制鱼雷的实际运动。§1-3 鱼雷自动控制系统的基本原理与组成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进行比较，当鱼雷偏离规定的战术基准弹道时，即产生偏差信号，经信息处理装置（自动驾驶仪）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。分为深度控制、航向控制和横滚控制。§1-4 鱼雷自动控制系统的战术技术要求1.航向设定及航向准确性与机动性 为了保证所需的命中概率，必须要求鱼雷航行有一定的准确性，航向准确性以航向偏差来衡量。航向偏差用鱼雷航行过程中其重心相对目标点的侧向偏移与航程的比值百分数来表示。 鱼雷航向的准确性，取决于鱼雷的流体动力特性、结构总体特性、横滚以及航向控制装置的性能等。 鱼雷航向的机动性一般用旋回角速度和最小旋回半径来衡量。2.深度设定及航行深度的准确性与机动性 鱼雷航行深度的准确性以航深偏差来表示，航深偏差是指鱼雷实际航行深度与所设定深度之差值。鱼雷航深容许偏差一般规定有平均深偏与深度波动两项指标。 航行深度的准确性，主要取决于深控装置的性能及可靠性，同时也与动力装置的性能、弹道形式(直航或旋回)以及鱼雷结构总体特性、平衡质量等有关。3.对初始弹道的战术技术要求(1) 调整距离指鱼雷初始弹道所航行的距离，也称初期非稳定段距离，一般愈短愈好。(2) 袋形深度指鱼雷发射后形成的袋形弹道的最大深度。水上发射时，袋形深度(简称袋深)是从水面到鱼雷最大下潜深度的距离。水下发射时，袋深是从发射中心线到鱼雷最大下潜深度的距离。(3) 跳水指鱼雷发射后的航行过程中跳离水面的现象。一般是不允许鱼雷跳水的，因为跳水不仅破坏了鱼雷的隐蔽性，而且也会影响某些部件工作可靠性。4.鱼雷的横滚 为了保证自导、引信和控制等系统有良好的工作条件，鱼雷航行时的横滚角应愈小愈好，但不可能为零，鱼雷横滚角容许值有两项指标；平均值和波动幅值。未安装横滚控制系统的鱼雷，要求其横滚角的平均值不大于5°，波动幅值不大于15°。对于横滚角要求严格的鱼雷(一般为自导鱼雷)，必须采用横滚控制系统，以便将横滚角限制在容许范围内，第二章 鱼雷航行力学鱼雷空间运动的描述作用在鱼雷上的流体动力与力矩的组成与表示鱼雷空间运动方程组鱼雷空间运动方程的分组与线性化§2-1 鱼雷空间运动的表示及其操纵机构一、 坐标系速度坐标系攻角α，侧滑角β地面坐标系与雷体坐标系欧拉角ψ,θ,φ弹道坐标系Θ, Ψ, Φ欧拉角二、 鱼雷的运动参数1. 姿态角（欧拉角）——转动 先令雷体系与平移系完全重合，然后使雷体系按下列顺序绕其自身各轴旋转：先绕y1(y0)轴转动角度ψ（航向角），再绕旋转后的z1′轴转动角度θ（俯仰角），最后绕二次旋转后的x1轴转动角度φ（横滚角）。2. 重心的瞬时运动方向——平动 用表示速度向量v与地面坐标系之间关系的弹道倾角Θ、弹道偏角Ψ和倾斜角Φ来描述。3. 流体动力角——流体力和力矩 攻角α和侧滑角β描述重心速度向量v在雷体坐标系中的方向，称为流体动力角。三、 坐标变换矩阵1、速度坐标系对弹道坐标系的变换矩阵速度坐标系与弹道坐标系之间的夹角是弹道倾斜角Φ2、速度坐标系对雷体坐标系的变换矩阵速度坐标系与雷体坐标系之间的相对位置由攻角α和侧滑角β来描述3、平移坐标系对弹道坐标系的变换矩阵平移坐标系与弹道坐标系之间的关系可用弹道倾角Θ和弹道偏角Ψ来描述4、平移坐标系对雷体坐标系的变换矩阵平移坐标系相对于雷体坐标系的角位置可用俯仰角θ、偏航角ψ和横滚角φ来确定5、坐标变换矩阵之间的相互转换根据两个直角坐标系之间的变换矩阵具有正交性，可得以下关系同时，还可按以下传递关系对各坐标系进行相