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《哈尔滨工程大学》 2009年
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潜艇航行训练模拟器模型简化与参数优化研究

朱怡  
【摘要】: 模拟训练的方法由于能够更好更快的训练操纵人员和节省大量实际训练开支,在各种军事及民用部门得到了广泛应用。潜艇航行训练模拟器为模拟真实环境下的潜艇航行以及开展对潜艇操纵的综合训练提供了重要的仿真平台。海军要达到利用模拟器来训练艇员的目的,潜艇运动模型的准确性和可用性是实现高可信度仿真模拟训练的关键,本文基于当前所用仿真模型复杂、水动力参数多及仿真结果存在误差等问题,在保证仿真质量和可信度的同时,找到设计的不足,并针对不足进行改进,使系泊状态下对艇员进行导航和操艇系统综合训练设备研制的基础工作得到了完善。 首先,在分析了格特勒经典模型后,从仿真的角度考虑,分别对于有因次形式和无因次形式,导出了通用的解算空间六自由度方程的模型方法。使后续的模型简化及参数优化找到基础的解算方法。 其次,在对潜艇模型水动力系数的类别进行分析和对模型进行操纵性试验大量仿真后,提出零值敏感性和变值敏感性的概念,提出了零值敏感性序列值指标,对模型分别针对零值敏感性及变值敏感性导出了最简模型及敏感性操纵模型。并对仿真模型、设计模型、最简模型及敏感操纵性模型的操纵性试验做了仿真对比。 再次,因模拟器仿真结果与实艇有差异的情况存在,提出基于粒子群智能优化算法,导出了训练模型。由于实艇参数的难于获得,将操纵性仿真试验结果做一系列的调整,采用调整后的模拟实艇操纵性试验指标数据与敏感性操纵模型仿真数据之间的偏差作为水动力参数优化问题的数学表述,明确了预优化的参数种类、个数、范围,操纵性试验的种类、评价标准函数的数学形式,以敏感性为基础将初始粒子的选择、惯性权重进行改进并仿真,表明了其有效性并指出其存在的不足,明确了后续工作的重点。 最后,本文所提出的简化模型及参数优化方案在形式上简单、易懂,操作上易于实现,使不同艇型的模拟器都可用此方法进行模型的简化及参数的优化,该通用方法在潜艇航行训练模拟器中的应用,将使其可用性大大增加,误差减小,仿真更为逼真,训练效果达到我们所需要的水平。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:U666.158

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林新;王行仁;;基于树拓扑结构的多联邦系统[J];北京航空航天大学学报;2006年06期
2 赵国良;季鲁慧;;潜艇空间运动模型的简化和仿真[J];船舶工程;1991年04期
3 袁赣南,赵琳,刘鹰;潜艇损管应急操纵的运动仿真[J];船舶工程;1998年04期
4 梁超,王科俊,赵宏霞,金鸿章,李国斌;潜艇操纵的控制方法研究进展[J];船舶工程;1999年04期
5 段文洋,马山;船舶航行时水动力系数求解二维半理论的稳定算法[J];船舶力学;2004年04期
6 王燕飞,朱军,张振山;评估水动力系数对潜艇操纵性影响的一种方法[J];船舶力学;2005年05期
7 陈玮琪;颜开;史淦君;王士同;刘志勇;;水下航行体水动力参数智能辨识方法研究[J];船舶力学;2007年01期
8 王子才;仿真技术发展及应用[J];中国工程科学;2003年02期
9 杨维,李歧强;粒子群优化算法综述[J];中国工程科学;2004年05期
10 赵琳,刘鹰;潜艇航行训练模拟器的研究与设计[J];哈尔滨工程大学学报;1999年03期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 于华男;开架式水下机器人辨识与控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
2 何晓晔;任务空间概念建模技术及其VV&A研究[D];国防科学技术大学;2005年
3 王芳;粒子群算法的研究[D];西南大学;2006年
4 唐贤伦;混沌粒子群优化算法理论及应用[D];重庆大学;2007年
5 李宁;粒子群优化算法的理论分析与应用研究[D];华中科技大学;2006年
6 叶光;基于VV&A的船舶运动控制系统仿真的研究[D];大连海事大学;2007年
7 郑利平;仿真VV&A分析和管理方法研究[D];合肥工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 郑虎;肥大型船舶水动力导数的辨识及应用[D];大连理工大学;2002年
2 郭真;AUV高精度组合导航技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
3 刘云霞;海洋环境下水下潜器运动系统辨识的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
4 朱怡;水下潜器水动力模型简化及参数辨识研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王成华;高文梅;李成;;粒子群优化算法搜索土坡临界非圆弧滑动面[J];四川建筑科学研究;2007年05期
2 鲁照权;俞宗嘉;胡金东;胡焱东;;广义最小二乘限定记忆参数辨识方法与仿真研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年06期
3 刘延明;陆克芬;方崇;;基于投影寻踪和粒子群优化算法的南宁市内河水质综合评价研究[J];安徽农业科学;2009年26期
4 赵英国;;应用粒子群优化算法设计多层微波吸收材料[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2011年04期
5 梅胜全;梅小平;;应用免疫粒子群算法进行边坡稳定性分析[J];地下空间与工程学报;2009年06期
6 刘伟华;隋青美;;基于粒子群算法的FBG峰值波长检测技术[J];半导体光电;2007年06期
7 熊宇虹;温志渝;;基于粒子群算法的分段波长选择方法[J];半导体光电;2008年06期
8 孙东明,项昌乐;面向对象建模在车辆动力传动系统中的应用[J];车辆与动力技术;2003年04期
9 黄祎;孙德宝;秦元庆;;基于粒子群算法的移动机器人路径规划[J];兵工自动化;2006年04期
10 胡文;刘红军;;基于灰色理论的飞行模拟器逼真度评估[J];兵工自动化;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李春进;李明峰;常小林;;基于卡尔曼滤波的公路施工控制点稳定性分析[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 黄洪艺;彭侠夫;;一类非仿射非线性系统的H_∞控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 杨晓霞;黄一;;外场标定条件下捷联惯导系统误差状态可观测性分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 张赫;庞永杰;唐旭东;秦再白;;基于VC和Vega联合开发的智能水下机器人仿真系统[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 张亚崇;;容错导航技术及其在INS/GPS/Doppler组合导航系统中的应用研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 刘文斌;赖旭芝;吴敏;;基于时延在线检测的工业无线网络控制系统状态模糊估计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 范业坤;梁新荣;;基于粒子群优化的高速公路匝道PI控制器[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 戴余良;俞科云;王世明;苗海;;潜艇水下运动的分叉特性分析[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 熊华胜;严浙平;;水下机器人水动力系数估计及其在航向鲁棒控制中的应用[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 牟玉涛;方海涛;;捷联惯导系统车载环境下的初始对准方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘凤鸣;重力梯度辅助导航定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王小旭;非线性SPKF滤波算法研究及其在组合导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 张涛;GPS/SINS超紧密组合导航系统的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 陈世同;高精度光纤陀螺建模及信号处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 丁继成;弱信号条件下GPS接收机关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 贺克羽;新型控制棒水力驱动系统研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 毛宇峰;水下机器人系统体系结构及避障控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 杨萌;非线性滤波及在惯导系统传递对准中应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张文龙;活塞排气气动发动机仿真分析研究[D];南昌航空大学;2010年
2 李超;基于手机浮动车的高速公路交通流监控系统研究与设计[D];山东科技大学;2010年
3 于张喜;立式刨切机机构设计优化[D];山东科技大学;2010年
4 邵晓路;蚁群群体智能网络可视化试验平台研制[D];浙江理工大学;2010年
5 蒋静;基于量子粒子群优化的Volterra核辨识及故障诊断方法研究[D];郑州大学;2010年
6 郭凤华;基于卡尔曼滤波的高精度磷酸根离子分析仪的设计[D];郑州大学;2010年
7 付盼娣;液压支架用高水基高压大流量安全阀的研究与开发[D];郑州大学;2010年
8 周耀华;三体船横摇阻尼及非线性运动预报方法[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 郭静;光纤陀螺捷联系统运动基座对准方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 张斌;基于MIMU的捷联惯性导航系统数据采集与处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈泓娟,班晓娟,艾迪明,涂序彦,卢汉清;人工生命的概念、内容和方法[J];北京科技大学学报;2002年03期
2 郭代飞,杨义先,胡正名;基于大规模网络的自适应入侵响应模型研究[J];北京邮电大学学报;2004年01期
3 游林,温巧燕,杨义先;DNA计算与数据加密标准[J];北京邮电大学学报;2004年02期
4 周昭明;盛子寅;冯悟时;;多用途货船的操纵性预报计算[J];船舶工程;1983年06期
5 赵国良;季鲁慧;;潜艇空间运动模型的简化和仿真[J];船舶工程;1991年04期
6 程启明,黄林;船舶操纵的自整定PID参数模糊控制器研究[J];船舶工程;1997年04期
7 袁赣南,赵琳,刘鹰;潜艇损管应急操纵的运动仿真[J];船舶工程;1998年04期
8 罗凯,李俊,许汉珍;潜艇运动的非线性滑动控制[J];船舶工程;1999年03期
9 梁超,王科俊,赵宏霞,金鸿章,李国斌;潜艇操纵的控制方法研究进展[J];船舶工程;1999年04期
10 罗凯,李俊,许汉珍;潜艇近水面运动的定深控制研究[J];船舶工程;1999年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 刘晓平;曹力;陈皓;;MOVE—一种新颖的虚拟现实装置[A];计算机技术与应用进展——全国第17届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 傅慧萍;潜射导弹运载器水弹道动力系统建模及其应用研究[D];西北工业大学;2000年
2 余世明;预测控制算法及其应用研究[D];浙江大学;2001年
3 李艳君;拟生态系统算法及其在工业过程控制中的应用[D];浙江大学;2001年
4 臧传德;船舶航行的智能预测控制研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
5 刘清;船舶操纵运动模糊神经网络控制系统研究[D];武汉理工大学;2002年
6 孟浩;船舶航行的智能自适应控制研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
7 孙峻;非线性模型预测控制理论及应用研究[D];西北工业大学;2002年
8 于华男;开架式水下机器人辨识与控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
9 翁学义;非线性预测控制方法的研究[D];浙江大学;1998年
10 孙勇成;M&S的相关VV&A技术研究[D];南京理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 焦晓娟;AHEAD弹对典型目标毁伤的计算机模拟与仿真[D];南京理工大学;2002年
2 郑虎;肥大型船舶水动力导数的辨识及应用[D];大连理工大学;2002年
3 毛斌宏;潜艇空间运动模型及均衡控制技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
4 姜晓红;基于非线性Backstepping的船舶航向控制器设计[D];大连海事大学;2003年
5 申冬慧;基于模糊控制与GA的潜艇自动舵的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2003年
6 许辉;小水线面双体船粘性流数值模拟[D];武汉理工大学;2004年
7 滕英祥;船舶在风浪中的操纵运动仿真[D];大连海事大学;2004年
8 郑桦;基于Vega平台上二次开发技术的研究[D];长安大学;2004年
9 李明干;基于卡尔曼滤波的神经网络学习算法及其在短期负荷预测中的应用[D];华中科技大学;2004年
10 郭真;AUV高精度组合导航技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
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中国期刊全文数据库 前10条
1 陈训铨;潜艇深度自动控制[J];舰船科学技术;1981年04期
2 王正国,许汉珍;潜艇垂直面运动的解耦控制[J];华中理工大学学报;2000年10期
3 陈永祥;微处理机控制自动均衡系统[J];舰船科学技术;1985年05期
4 李汉清,宋裕农;潜艇作战虚拟场景系统的实体建模[J];装备指挥技术学院学报;1999年05期
5 罗凯,李俊,许汉珍;潜艇运动的非线性滑动控制[J];船舶工程;1999年03期
6 郝燕玲,申冬慧,杨银栓;基于模糊控制与遗传算法的潜艇自动舵设计与实现[J];船舶工程;2004年04期
7 高高;邹璐;;大方形系数双尾船浅水下沉量与纵倾计算[J];船海工程;2007年06期
8 王中;卢晓平;付攀;;三体船升沉和纵倾计算及其对兴波阻力的影响[J];上海交通大学学报;2010年10期
9 赵国良,季鲁慧,丛望;潜艇空间运动的滑动控制[J];控制理论与应用;1994年03期
10 施生达,王京齐;潜艇操纵面的建筑形式评述[J];海军工程学院学报;1995年01期
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1 匡晓峰;缪泉明;程明道;;潜艇近海底航行水动力数值计算研究[A];2004年船舶水动力学学术会议论文集[C];2004年
2 赵光;李明;杜春旺;;艉舵独立控制深度的线性二次高斯方法[A];2008年船舶通信导航学术年会论文集[C];2008年
3 吴明;王骁;杨波;石爱国;杨宝璋;;舰船任意吃水——纵倾组合浮态阻力计算的CFD方法[A];1995-2009航海技术论文选集(第1集)[C];2010年
4 姚朝帮;董文才;;基于Fluent计及浮态变化的中高速船阻力预报方法研究[A];七届更迭 三十回眸——第七届船舶力学学术委员会全体会议论文集[C];2010年
5 戴余良;俞科云;王世明;苗海;;潜艇水下运动的分叉特性分析[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 缪旭弘;郭凤水;贾地;;国外潜艇吸隔声材料研究现状及关键技术分析[A];第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2007年
7 林凡彩;丁风雷;;潜艇近岸航行与安全探讨[A];气象海洋环境与船舶航行安全论文集[C];2010年
8 郝英泽;林凡彩;;浅谈潜艇火灾与灭火[A];2008船舶防污染管理论文集[C];2008年
9 林凡彩;郝英泽;;重视潜艇损管训练做到防患于未然[A];气象海洋环境与船舶航行安全论文集[C];2010年
10 修俊贤;刘安堂;李岐旭;;学员艇员潜艇单人脱险训练方法的研究[A];救捞专业委员会2003年学术交流会论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 敖海涛 汪鲁迅 刘迎军 本报特约记者 曹金平;马伟明:中国潜艇“心脏”设计者[N];中国国防报;2010年
2 本报特约撰稿 章名岂;日本要加强监视中朝潜艇[N];中国国防报;2010年
3 欧阳言非美国《华盛顿观察》周刊;台当局拟自建柴电潜艇[N];世界报;2009年
4 一兵;向多方面发展的潜艇[N];北京科技报;2001年
5 姜志峰;潜艇篇[N];中国国防报;2003年
6 刘旭广;为什么潜艇会“出汗”?[N];中国国防报;2002年
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8 罗山爱;台湾老牌潜艇惊现裂痕!?[N];中国国防报;2009年
9 罗山爱;多国竞相瞄准袖珍潜艇?[N];中国国防报;2010年
10 姜夕辉 整理;潜艇诞生史话[N];解放军报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱怡;潜艇航行训练模拟器模型简化与参数优化研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 胡成玉;面向动态环境的粒子群算法研究[D];华中科技大学;2010年
3 熊瑛;基于智能控制的潜艇操纵运动仿真研究[D];中国舰船研究院;2011年
4 安镇宙;家庭粒子群算法及其奇偶性与收敛性分析[D];云南大学;2012年
5 全海燕;混合克隆竞争与启发学习策略的多角色随机游动粒子群算法研究[D];云南大学;2010年
6 秦全德;粒子群算法研究及应用[D];华南理工大学;2011年
7 常彦伟;纵向参数多子群粒子群算法的研究与应用[D];中国矿业大学;2009年
8 田野;粒子群优化算法及其应用研究[D];吉林大学;2010年
9 岳本贤;粒子群算法拓展研究及在约束布局优化中应用[D];大连理工大学;2012年
10 薛尧予;群能量守恒粒子群算法及其在发酵过程控制中的应用研究[D];北京化工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈琳玲;基于简化粒子群算法的测试数据自动生成方法研究[D];西南大学;2010年
2 赵辛欣;随机聚焦粒子群算法在机组组合中的应用[D];西南交通大学;2010年
3 王冬;基于粒子群算法的Web文本信息过滤研究[D];华北电力大学(河北);2010年
4 杨立标;基于混合优化策略的粒子群算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李文婷;基于改进型粒子群算法的热轧带钢宽度神经网络预报模型的研究[D];太原理工大学;2011年
6 汪华;粒子群算法的研究及其在供水优化调度中的应用[D];合肥工业大学;2011年
7 张念志;基于粒子群算法的集送货一体化车辆路径问题研究[D];山东大学;2010年
8 袁洲;基于改进粒子群算法的项目反应理论3PLM参数估计方法研究[D];吉林大学;2011年
9 苏同芬;改进的免疫粒子群算法及梯级水库优化调度问题的研究[D];太原理工大学;2010年
10 朱秀敏;改进粒子群算法的研究及其在天线设计中的应用[D];太原理工大学;2011年
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