潛艇航行訓(xùn)練模擬器仿真建模技術(shù)及參數(shù)辨識(shí)研究.pdf

1、由于利用模擬器進(jìn)行訓(xùn)練能夠更快更準(zhǔn)確地訓(xùn)練操舵手，并能夠縮減大量開支，因此得到了我國(guó)各種行業(yè)的廣泛支持和應(yīng)用，特別是軍事部門能夠利用模擬器反復(fù)操練士兵。潛艇航行訓(xùn)練模擬器為潛艇操縱人員提供了逼真的操縱仿真平臺(tái)，能夠開展各種相應(yīng)的潛艇操縱訓(xùn)練。為了能夠更好地訓(xùn)練海軍，航行訓(xùn)練模擬器運(yùn)動(dòng)模型的準(zhǔn)確性和實(shí)用性至關(guān)重要，考慮到目前通用的仿真模型參數(shù)眾多、解算復(fù)雜及與實(shí)航數(shù)據(jù)存在誤差等問(wèn)題，本文在保證仿真質(zhì)量的前提下，提出一種利用敏感性簡(jiǎn)化模型的

2、方案，并對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理，完善了對(duì)潛艇操縱人員的日常訓(xùn)練工作，保證他們能夠熟練地完成常規(guī)的操縱。
　　本文首先給出了通用的格特勒經(jīng)典模型，并基于常規(guī)的假設(shè)和化簡(jiǎn)，給出常用的仿真和控制簡(jiǎn)化模型，另外，推導(dǎo)了通用的解算空間六自由度方程的模型，為后續(xù)的模型簡(jiǎn)化及參數(shù)優(yōu)化的仿真工作奠定了基礎(chǔ)。
　　然后，在潛艇水動(dòng)力系數(shù)敏感性指數(shù)基礎(chǔ)上，提出了零值敏感性指數(shù)這一概念，測(cè)定并分析系數(shù)的零值敏感性指數(shù)，導(dǎo)出一般簡(jiǎn)化模型，并與基于機(jī)理簡(jiǎn)

3、化的仿真模型、控制模型進(jìn)行操縱性試驗(yàn)仿真對(duì)比。另外進(jìn)一步研究了不同的轉(zhuǎn)舵角、轉(zhuǎn)舵速率及航速等工況下，水動(dòng)力系數(shù)對(duì)潛艇運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響變化規(guī)律，分析該規(guī)律得到不同條件下的簡(jiǎn)化模型。
　　最后，因?yàn)槟M器的仿真結(jié)果與實(shí)艇數(shù)據(jù)存在差異，提出利用人工蜂群算法辨識(shí)潛器參數(shù)，導(dǎo)出了訓(xùn)練模型。選擇對(duì)應(yīng)的操縱性試驗(yàn)和操縱指標(biāo)，采用實(shí)艇操縱數(shù)據(jù)與簡(jiǎn)化模型仿真數(shù)據(jù)之間的偏差作為水動(dòng)力系數(shù)辨識(shí)問(wèn)題的數(shù)學(xué)表述，并確定了代價(jià)函數(shù)的表達(dá)式、欲辨識(shí)參數(shù)的個(gè)數(shù)和范