基于潜艇空间运动的惯性导航系统模拟器设计

发布时间：2020-11-04 02:36

　　 惯性导航系统在运载体空间机动和工作状态切换等过程中将产生动态系统误差,进行以实际运载体空间运动为基础的惯性导航系统研究,对于分析惯性导航系统性能、研究解决其对运载体运动的适应性问题,具有重要的理论和实践意义。本文依托实验室在研项目,开展了基于潜艇空间运动的惯性导航系统动态误差分析研究和模拟器的设计实现,为进一步分析研究惯性导航系统运动适应性问题提供很好的方法和模拟仿真平台。 本文首先建立了潜艇空间运动的简化模型,对其进行了模拟仿真验证,并对潜艇空间运动特性进行了计算机仿真研究。其次,通过分析研究平台式惯性导航系统原理,建立了适合计算机解算的统一的平台式惯性导航系统仿真数学模型。 在上述研究的基础上,重点研究并建立了潜艇空间运动到平台式惯性导航系统的导航嵌入算法,并对整个系统嵌入流程进行了详细描述和具体实现。针对嵌入后的惯性导航系统,进行了潜艇不同空间运动状态下的特性分析和计算机模拟仿真研究,仿真结果验证了系统导航嵌入算法的正确性。 最后,采用面向对象的编程技术,对基于潜艇空间运动的惯性导航系统模拟器进行了总体设计和具体实现。模拟器为用户提供了友好的用户界面,能够模拟潜艇实际空间运动下平台式惯性导航系统的特性和误差规律,并实时动态地显示系统导航信息。
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：U666.12;TP337
【部分图文】：

个误差曲线的绘制，都是利用MFC提供的cDc类来实现的。而仿真数据的存储则是在后台进行的，模拟仿真时，实时地将仿真模拟器设定的文本文件下。模拟器中其它部分主要是在创建的对话框模板下添加相关控件并通过C++源代码的编写将对话框及其控件与类和函数相连，实计功能。在本模拟器界面搭建过程中，主要采用了包括静态文本、分组框、按钮和复选框等在内的控件工具栏常用控件‘45]。此外，态栏中添加了当前时钟显示功能，设计了自己风格的状态栏。.3.2系统设置模块实现系统设置模块由初值设置、误差源设置、工作方式设置、工作状态时间设置和仿真步长设置这六个部分组成。各部分都分别对应hbutton按钮控件，并为每个按钮的单击事件消息处理函数关联一框，且分别采用单独的对话框类来封装其功能。用户通过单击各完成相对应对话框中的信息设置，以最终实现对系统参数的设置。

哈尔滨工程大学硕士学位论文初值设置对应响应对话框如图5.5所示，它由clnitialvalueDlg类封装实现。初值设置中，包括对潜艇空间运动状态的初始设置和潜艇所在位置对应地理经纬度初始值的设置，上述所有的设置都设定了系统默认值，用户可以直接采用默认值仿真，当然，用户也可以自行设置上述初始值。潜艇空间运动状态设置包括对速度初始值、螺旋桨推力、首舵角氏、尾舵角氏和方向舵角氏的设置，通过对上述信息的设置，再通过变量的相关联，将其赋值给潜艇空间运动仿真数学模型对应参数，便可以操纵控制潜艇空间运动状态。此外，系统还提供了五种默认潜艇空间运动状态的选择，分别是潜艇静止状态、匀速运动状态、匀加速运动状态、转向运动状态和正常空间航行状态，五种状态的选择采用一组单选按钮使它们自动排斥，使用户不能同时进行两种运动状态的模拟仿真，保证了系统仿真工作条件的正确性。在初值设置中，并没有提供惯导系统初始航向的设置，这是因为在潜艇空间运动模型的解算中，能够提供相应的航向角信息。

工作方式设置对应响应对话框主要为用户提供了寻北、初始对准、陀螺测漂、两点校、三点校和点点校等工作方式的选择设定，在综合校正的设置中，还为用户提供了校正时间间隔的设定。其构架如图5.7所示，工作方式的选择采用一组单选按钮使它们自动排斥，使用户每次只能选择一种工作方式进行计算机模拟，该对话框的整个功能由CWorknlodeDlg类封装实现。工作状态设置对应响应对话框为用户提供了无阻尼、内水平阻尼、外水平阻尼、内全阻尼和外全阻尼这五种惯导系统工作状态的选择设定，在阻尼状态时，系统还为用户提供了三种阻尼系数下系统参数的选择:咨=0.1，咨=0.3和咨二0.5，上述工作状态设置功能由CWorkstateDlg类封装实现。仿真时间设置和仿真步长设置功能分别由CTimeDlg类和CStePDlg类封
【引证文献】

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3 王文彦;潜艇操纵动力学仿真单元的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2011年

本文编号：2869483