基于潛艇空間運(yùn)動(dòng)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)模擬器設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2020-11-04 02:36
慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在運(yùn)載體空間機(jī)動(dòng)和工作狀態(tài)切換等過(guò)程中將產(chǎn)生動(dòng)態(tài)系統(tǒng)誤差,進(jìn)行以實(shí)際運(yùn)載體空間運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)研究,對(duì)于分析慣性導(dǎo)航系統(tǒng)性能、研究解決其對(duì)運(yùn)載體運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)性問(wèn)題,具有重要的理論和實(shí)踐意義。本文依托實(shí)驗(yàn)室在研項(xiàng)目,開(kāi)展了基于潛艇空間運(yùn)動(dòng)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)動(dòng)態(tài)誤差分析研究和模擬器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),為進(jìn)一步分析研究慣性導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性問(wèn)題提供很好的方法和模擬仿真平臺(tái)。 本文首先建立了潛艇空間運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化模型,對(duì)其進(jìn)行了模擬仿真驗(yàn)證,并對(duì)潛艇空間運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真研究。其次,通過(guò)分析研究平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)原理,建立了適合計(jì)算機(jī)解算的統(tǒng)一的平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)仿真數(shù)學(xué)模型。 在上述研究的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究并建立了潛艇空間運(yùn)動(dòng)到平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航嵌入算法,并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)嵌入流程進(jìn)行了詳細(xì)描述和具體實(shí)現(xiàn)。針對(duì)嵌入后的慣性導(dǎo)航系統(tǒng),進(jìn)行了潛艇不同空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的特性分析和計(jì)算機(jī)模擬仿真研究,仿真結(jié)果驗(yàn)證了系統(tǒng)導(dǎo)航嵌入算法的正確性。 最后,采用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù),對(duì)基于潛艇空間運(yùn)動(dòng)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)模擬器進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)和具體實(shí)現(xiàn)。模擬器為用戶提供了友好的用戶界面,能夠模擬潛艇實(shí)際空間運(yùn)動(dòng)下平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的特性和誤差規(guī)律,并實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示系統(tǒng)導(dǎo)航信息。
【學(xué)位單位】:哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位年份】:2009
【中圖分類】:U666.12;TP337
【部分圖文】:
個(gè)誤差曲線的繪制,都是利用MFC提供的cDc類來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而仿真數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)則是在后臺(tái)進(jìn)行的,模擬仿真時(shí),實(shí)時(shí)地將仿真模擬器設(shè)定的文本文件下。模擬器中其它部分主要是在創(chuàng)建的對(duì)話框模板下添加相關(guān)控件并通過(guò)C++源代碼的編寫(xiě)將對(duì)話框及其控件與類和函數(shù)相連,實(shí)計(jì)功能。在本模擬器界面搭建過(guò)程中,主要采用了包括靜態(tài)文本、分組框、按鈕和復(fù)選框等在內(nèi)的控件工具欄常用控件‘45]。此外,態(tài)欄中添加了當(dāng)前時(shí)鐘顯示功能,設(shè)計(jì)了自己風(fēng)格的狀態(tài)欄。.3.2系統(tǒng)設(shè)置模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)置模塊由初值設(shè)置、誤差源設(shè)置、工作方式設(shè)置、工作狀態(tài)時(shí)間設(shè)置和仿真步長(zhǎng)設(shè)置這六個(gè)部分組成。各部分都分別對(duì)應(yīng)hbutton按鈕控件,并為每個(gè)按鈕的單擊事件消息處理函數(shù)關(guān)聯(lián)一框,且分別采用單獨(dú)的對(duì)話框類來(lái)封裝其功能。用戶通過(guò)單擊各完成相對(duì)應(yīng)對(duì)話框中的信息設(shè)置,以最終實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置。
哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文初值設(shè)置對(duì)應(yīng)響應(yīng)對(duì)話框如圖5.5所示,它由clnitialvalueDlg類封裝實(shí)現(xiàn)。初值設(shè)置中,包括對(duì)潛艇空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的初始設(shè)置和潛艇所在位置對(duì)應(yīng)地理經(jīng)緯度初始值的設(shè)置,上述所有的設(shè)置都設(shè)定了系統(tǒng)默認(rèn)值,用戶可以直接采用默認(rèn)值仿真,當(dāng)然,用戶也可以自行設(shè)置上述初始值。潛艇空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)設(shè)置包括對(duì)速度初始值、螺旋槳推力、首舵角氏、尾舵角氏和方向舵角氏的設(shè)置,通過(guò)對(duì)上述信息的設(shè)置,再通過(guò)變量的相關(guān)聯(lián),將其賦值給潛艇空間運(yùn)動(dòng)仿真數(shù)學(xué)模型對(duì)應(yīng)參數(shù),便可以操縱控制潛艇空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。此外,系統(tǒng)還提供了五種默認(rèn)潛艇空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的選擇,分別是潛艇靜止?fàn)顟B(tài)、勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、勻加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和正?臻g航行狀態(tài),五種狀態(tài)的選擇采用一組單選按鈕使它們自動(dòng)排斥,使用戶不能同時(shí)進(jìn)行兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的模擬仿真,保證了系統(tǒng)仿真工作條件的正確性。在初值設(shè)置中,并沒(méi)有提供慣導(dǎo)系統(tǒng)初始航向的設(shè)置,這是因?yàn)樵跐撏Э臻g運(yùn)動(dòng)模型的解算中,能夠提供相應(yīng)的航向角信息。
工作方式設(shè)置對(duì)應(yīng)響應(yīng)對(duì)話框主要為用戶提供了尋北、初始對(duì)準(zhǔn)、陀螺測(cè)漂、兩點(diǎn)校、三點(diǎn)校和點(diǎn)點(diǎn)校等工作方式的選擇設(shè)定,在綜合校正的設(shè)置中,還為用戶提供了校正時(shí)間間隔的設(shè)定。其構(gòu)架如圖5.7所示,工作方式的選擇采用一組單選按鈕使它們自動(dòng)排斥,使用戶每次只能選擇一種工作方式進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬,該對(duì)話框的整個(gè)功能由CWorknlodeDlg類封裝實(shí)現(xiàn)。工作狀態(tài)設(shè)置對(duì)應(yīng)響應(yīng)對(duì)話框?yàn)橛脩籼峁┝藷o(wú)阻尼、內(nèi)水平阻尼、外水平阻尼、內(nèi)全阻尼和外全阻尼這五種慣導(dǎo)系統(tǒng)工作狀態(tài)的選擇設(shè)定,在阻尼狀態(tài)時(shí),系統(tǒng)還為用戶提供了三種阻尼系數(shù)下系統(tǒng)參數(shù)的選擇:咨=0.1,咨=0.3和咨二0.5,上述工作狀態(tài)設(shè)置功能由CWorkstateDlg類封裝實(shí)現(xiàn)。仿真時(shí)間設(shè)置和仿真步長(zhǎng)設(shè)置功能分別由CTimeDlg類和CStePDlg類封
【引證文獻(xiàn)】
本文編號(hào):2869483
【學(xué)位單位】:哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位年份】:2009
【中圖分類】:U666.12;TP337
【部分圖文】:
個(gè)誤差曲線的繪制,都是利用MFC提供的cDc類來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而仿真數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)則是在后臺(tái)進(jìn)行的,模擬仿真時(shí),實(shí)時(shí)地將仿真模擬器設(shè)定的文本文件下。模擬器中其它部分主要是在創(chuàng)建的對(duì)話框模板下添加相關(guān)控件并通過(guò)C++源代碼的編寫(xiě)將對(duì)話框及其控件與類和函數(shù)相連,實(shí)計(jì)功能。在本模擬器界面搭建過(guò)程中,主要采用了包括靜態(tài)文本、分組框、按鈕和復(fù)選框等在內(nèi)的控件工具欄常用控件‘45]。此外,態(tài)欄中添加了當(dāng)前時(shí)鐘顯示功能,設(shè)計(jì)了自己風(fēng)格的狀態(tài)欄。.3.2系統(tǒng)設(shè)置模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)置模塊由初值設(shè)置、誤差源設(shè)置、工作方式設(shè)置、工作狀態(tài)時(shí)間設(shè)置和仿真步長(zhǎng)設(shè)置這六個(gè)部分組成。各部分都分別對(duì)應(yīng)hbutton按鈕控件,并為每個(gè)按鈕的單擊事件消息處理函數(shù)關(guān)聯(lián)一框,且分別采用單獨(dú)的對(duì)話框類來(lái)封裝其功能。用戶通過(guò)單擊各完成相對(duì)應(yīng)對(duì)話框中的信息設(shè)置,以最終實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置。
哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文初值設(shè)置對(duì)應(yīng)響應(yīng)對(duì)話框如圖5.5所示,它由clnitialvalueDlg類封裝實(shí)現(xiàn)。初值設(shè)置中,包括對(duì)潛艇空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的初始設(shè)置和潛艇所在位置對(duì)應(yīng)地理經(jīng)緯度初始值的設(shè)置,上述所有的設(shè)置都設(shè)定了系統(tǒng)默認(rèn)值,用戶可以直接采用默認(rèn)值仿真,當(dāng)然,用戶也可以自行設(shè)置上述初始值。潛艇空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)設(shè)置包括對(duì)速度初始值、螺旋槳推力、首舵角氏、尾舵角氏和方向舵角氏的設(shè)置,通過(guò)對(duì)上述信息的設(shè)置,再通過(guò)變量的相關(guān)聯(lián),將其賦值給潛艇空間運(yùn)動(dòng)仿真數(shù)學(xué)模型對(duì)應(yīng)參數(shù),便可以操縱控制潛艇空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。此外,系統(tǒng)還提供了五種默認(rèn)潛艇空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的選擇,分別是潛艇靜止?fàn)顟B(tài)、勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、勻加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和正?臻g航行狀態(tài),五種狀態(tài)的選擇采用一組單選按鈕使它們自動(dòng)排斥,使用戶不能同時(shí)進(jìn)行兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的模擬仿真,保證了系統(tǒng)仿真工作條件的正確性。在初值設(shè)置中,并沒(méi)有提供慣導(dǎo)系統(tǒng)初始航向的設(shè)置,這是因?yàn)樵跐撏Э臻g運(yùn)動(dòng)模型的解算中,能夠提供相應(yīng)的航向角信息。
工作方式設(shè)置對(duì)應(yīng)響應(yīng)對(duì)話框主要為用戶提供了尋北、初始對(duì)準(zhǔn)、陀螺測(cè)漂、兩點(diǎn)校、三點(diǎn)校和點(diǎn)點(diǎn)校等工作方式的選擇設(shè)定,在綜合校正的設(shè)置中,還為用戶提供了校正時(shí)間間隔的設(shè)定。其構(gòu)架如圖5.7所示,工作方式的選擇采用一組單選按鈕使它們自動(dòng)排斥,使用戶每次只能選擇一種工作方式進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬,該對(duì)話框的整個(gè)功能由CWorknlodeDlg類封裝實(shí)現(xiàn)。工作狀態(tài)設(shè)置對(duì)應(yīng)響應(yīng)對(duì)話框?yàn)橛脩籼峁┝藷o(wú)阻尼、內(nèi)水平阻尼、外水平阻尼、內(nèi)全阻尼和外全阻尼這五種慣導(dǎo)系統(tǒng)工作狀態(tài)的選擇設(shè)定,在阻尼狀態(tài)時(shí),系統(tǒng)還為用戶提供了三種阻尼系數(shù)下系統(tǒng)參數(shù)的選擇:咨=0.1,咨=0.3和咨二0.5,上述工作狀態(tài)設(shè)置功能由CWorkstateDlg類封裝實(shí)現(xiàn)。仿真時(shí)間設(shè)置和仿真步長(zhǎng)設(shè)置功能分別由CTimeDlg類和CStePDlg類封
【引證文獻(xiàn)】
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1 程建華;時(shí)俊宇;榮文婷;晏亮;;基于潛器空間運(yùn)動(dòng)的捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差仿真算法研究[J];傳感器與微系統(tǒng);2010年12期
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1 時(shí)俊宇;基于潛器空間運(yùn)動(dòng)的慣導(dǎo)系統(tǒng)適應(yīng)性問(wèn)題研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年
2 朱立國(guó);潛艇航行訓(xùn)練模擬器管理臺(tái)的研究與設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年
3 王文彥;潛艇操縱動(dòng)力學(xué)仿真單元的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年
本文編號(hào):2869483
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