潛艇航行訓練模擬器仿真建模技術及參數辨識研究.pdf

1、由于利用模擬器進行訓練能夠更快更準確地訓練操舵手，并能夠縮減大量開支，因此得到了我國各種行業(yè)的廣泛支持和應用，特別是軍事部門能夠利用模擬器反復操練士兵。潛艇航行訓練模擬器為潛艇操縱人員提供了逼真的操縱仿真平臺，能夠開展各種相應的潛艇操縱訓練。為了能夠更好地訓練海軍，航行訓練模擬器運動模型的準確性和實用性至關重要，考慮到目前通用的仿真模型參數眾多、解算復雜及與實航數據存在誤差等問題，本文在保證仿真質量的前提下，提出一種利用敏感性簡化模型的

2、方案，并對參數進行優(yōu)化處理，完善了對潛艇操縱人員的日常訓練工作，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典模型，并基于常規(guī)的假設和化簡，給出常用的仿真和控制簡化模型，另外，推導了通用的解算空間六自由度方程的模型，為后續(xù)的模型簡化及參數優(yōu)化的仿真工作奠定了基礎。
　　然后，在潛艇水動力系數敏感性指數基礎上，提出了零值敏感性指數這一概念，測定并分析系數的零值敏感性指數，導出一般簡化模型，并與基于機理簡

3、化的仿真模型、控制模型進行操縱性試驗仿真對比。另外進一步研究了不同的轉舵角、轉舵速率及航速等工況下，水動力系數對潛艇運動狀態(tài)的影響變化規(guī)律，分析該規(guī)律得到不同條件下的簡化模型。
　　最后，因為模擬器的仿真結果與實艇數據存在差異，提出利用人工蜂群算法辨識潛器參數，導出了訓練模型。選擇對應的操縱性試驗和操縱指標，采用實艇操縱數據與簡化模型仿真數據之間的偏差作為水動力系數辨識問題的數學表述，并確定了代價函數的表達式、欲辨識參數的個數和范