【摘 要】
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在海洋领域中,无人水下航行器(UUV)在海洋勘探、搜索侦查、反潜等方面发挥着重要作用。在一些敏感海区、争议海区以及载人潜器不易到达的海区,无人水下航行器可以执行长时间
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在海洋领域中,无人水下航行器(UUV)在海洋勘探、搜索侦查、反潜等方面发挥着重要作用。在一些敏感海区、争议海区以及载人潜器不易到达的海区,无人水下航行器可以执行长时间、隐蔽性的任务,无人水下航行器的研究成为当今海洋潜器领域的一个热点课题。本文针对大型UUV携载水下武器执行目标占位任务的作业规划做了深入细致的研究。具体地,本文分两部分分析无人水下航行器的目标占位作业。第一部分是UUV在水平面的占位运动规划;第二部分是研究武器的部分发射参数与初始弹道的关系,并对两部分的研究结果进行了仿真,仿真结果对无人水下航行器的目标占位作业有一定的借鉴意义。首先,本文分析了无人水下平台的指控系统,包括其组成部分和工作流程。由于目前无人水下航行器的目标占位作业尚不成熟,因此本文借鉴了某型潜艇的指控系统。通过研究相关平台的指控系统,本文对大型无人水下航行器MANTA的研究进展和性能参数做了简要介绍,为后续UUV占位规划提供了理论基础。其次,本文以某型UUV为对象建立了数学模型,通过在无海流情况下和恒定海流情况下UUV做直线运动和圆周运动的仿真实验,验证了UUV数学模型的正确性。然后,本文对携载武器的部分发射参数与初始弹道的关系进行了分析。先建立某型鱼雷的数学模型,并进行仿真验证。在证实了数学模型的正确性之后,通过Matlab软件平台完成其在不同发射参数下的初始弹道仿真,仿真结果表明鱼雷的发射速度和管制舵角满足一定的要求时袋深最小,同时最早到达设定航道。最后,本文对UUV的反潜作业运动规划进行分析研究。先分析无人水下平台的可攻击区域;然后解算目标的运动要素,规划无人平台的直进射击阵位方案;最后,通过分析武器的有利射击扇区和不利扇区来规划无人水下平台的规避机动。UUV的目标占位运动规划是本文的核心部分。接着本文对UUV实施目标占位作业的规划做了软件仿真。在仿真过程中,本文分别对不同舷角和目标距离的态势下进行了仿真,仿真结果证明本文中设计的UUV目标占位运动规划是正确可行的。
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