水下自主航行器(AUV)建模仿真研究

…………………………一　筮　一．　Ｊ　简述雷达装配完成后的水平调试方法　中国电子科技集团公司第３８研究所和调整方法进行全面阐述，并用实例说明雷达天线座水平误差的标定过程，为今后雷达装配的天线座水平的测试与调整提供参考。　【关键词】水平仪；调整方法；天线座水平误差　一凌飞　【摘要】雷达作为大型结构件随着汽车到处移动，如果在装配过程中水平没有找准，将直接影响后续测试的精度。本文对雷达天线座水平误差的测量、计算分析　、综述　在雷达维护工作中，对雷达天线座水　平的测试和调整是一项重要工作，是保证　雷达系统能够精确工作的前提。　雷达中的雷达天线座要保持较高的　水平度，以确保雷达系统对目标定位的高　精准度，所以雷达维护人员必须按相关规　定，定期用水平仪来检测雷达天线座的水　平度。下面就雷达天线座水平度的测量、　天线座水平误差的计算分析和调整方法进　行阐述和讨论。　二、雷达天线座水平误差的测量方法　水平仪是一种测量小角度倾斜程度的　仪器。有读数装置供间接读数的气泡式水　平仪，称为合像水平仪。它是利用棱镜将　水准器中的气泡放大的方法，来提高读数　的精确度，利用杠杆、微动螺杆这一套传　动机构，提高读数的灵敏度。在合像水平　仪中可精确读出倾斜０．０ｌｍｍ／ｍ时被测件的　水平误差，合像水平仪的“精度”用符号　“Ａｃｒ”表示，￣ＰＡｃｒ＝Ｏ．０１／１０００为无量纲　数。我们使用的合象水平仪２支点的距离为　１６５ｍｍ。　水平调整时，旋转盘上的每格刻度为　０．０Ｉｍｍ，侧向上的每个刻度为旋转盘上刻　度的１００倍，即为ｌｍｍ。所以合像水平仪读　数包括水平仪侧面垂直刻度读数Ｌ１和刻度　圆盘的读数Ｌ２，合像水平仪的实际读数计　算公式为Ｈ＝１００ＬＩ＋Ｌ２。　利用合像水平仪测量天线座的水平误　差，首先将合像水平仪放置在天线俯仰转　台顶端的平面上，以方位旋转轴为中心向　外辐射的方向上。　同时保证水平仪与转台平面之间光　洁、平整，使其在天线转动过程中，不出　现晃动。控制雷达伺服系统，将雷达天线　的方位和仰角都调到。口，此时通过转动度　盘调节合像水平仪上的气泡位置，直至两　气泡重合。记下水平仪刻度圆盘的读数Ｌ２　和水平仪侧面垂直刻度读数Ｌ１，则合像水　平仪的实际读数为Ｈ＝１００ＬＩ＋Ｌ２。此值即为　雷达方位角为０。时雷达天线座的倾斜值　控制天线，将方位角增加一固定增量。由　行为进行仿真，并将仿真结果与文献［７］　中的实验结果进行对照比较。在以下各图　形中可以看￣ＲＥＭＵＳ的机动情况。图３显示　了航行体方向舵偏角渐变对其运动的影　响，其中仿真开始的最初ｌＯｓ内水平舵设为　零度，随后的２５ｓ内航行体方向舵转为正４　度，再后３０ｓ内方向舵转为负４度。　６．结论　利用本文讨论的航行体刚体动力学模　型，通过改变航行体的方向舵，艉部水平　舵和发动机功率等参数值可以产生航行体　的开环行为结果。所开发的软件不仅可用　于系统结构和行为控制策略的最优设计，　还可以作为已设计完成系统的试验台。　于水平误差，水准器中的气泡发生漂移，　再旋转刻度盘使气泡重合。记录合像水平　仪的实际读数以及该读数所对应的方位　角。依此类推，重复以上步骤得到天线座　在各个方位上合像水平仪两气泡重合时的　实际读数，即雷达天线座各方位的倾斜　值。　通过对合像水平仪结构原理和刻度　盘、刻度板读数产生过程的深入分析，参　考相关资料，得到被测对象倾斜角度ｎ的　具体解析计算公式：　ａ（弧度）＝ａｒｃｔａｎ（Ｈ×Ａｃｒ）　（ｉ）　ｃ１（角秒）＝ａｒｃｔａｎ（ＨＸＡｃｒ）×３６００×　１８０／ｎ　（２）　式中，Ｈ为合像水平仪实际读数，根据　合像水平仪的“精度”可得到，Ａｃｒ＝０．０１　／１０００为无量纲数。由天线底座水平度的实　际计算公式可以计算出天线底座某一方位　上的水平误差１３。　１３＝（Ⅱ１一ａ　１＋１８０）／２　（３）　式中，ｎ　ｌ表示某一方位上的倾斜　角度，ｎ　ｌ＋１８０表示与之对应的天线旋转　１８０。后的倾斜角度。根据大量的实际测量　和计算结果分析可知，雷达天线底座某一　的对应方位角。　轻微拧动此方位对应的２个水平调整　螺栓，使合像水平仪读数变化合适的位移　量，并记录调整后的读数。天线旋转１８０。　读出合像水平仪读数。再粗略计算此方位　水平误差。如此反复直至调整到符合要求　为止。所有方位调整完毕后，最后拧紧联　结螺栓，然后转动天线按上述的水平测量　方法进行再次测星，最后精确计算出天线　座的水平误差。　例如：第一次测量天线座方位间隔　４５。时，可以看出，雷达天线座在０。方　位上和４５。方位上水平误差较大，需要调　整　根据上述调整方法在０。方位上，下调　０。对应的水平调整螺栓或上调ｌ８０。对应　的水平调整螺栓即可。在４５。方位上方法　相同。　方位上的水平误差　（以角秒为单位）与对　应的一条直线上２次合像水平仪实际读数之　参考文献　差近似，即公式（４）成立。　Ｂ（角秒）≈Ｈ１一ＨＩ＋ｆ８０　（４）　式中，Ｈｌ表示某一方位上合像水平仪　四、结语　雷达中的雷达天线座要保持较高的水　平度，以确保雷达系统对目标定位的高精　准度，所以雷达维护人员应熟练掌握天线　座水平误差的测量、调整和计算方法。实　践证明，以上介绍的测量、调整和计算方　法是一种易于理解和方便具体操作的有效　方法，可供其他装配人员参考。　【１】张维全，李洋，李闻生．雷达水平仪检测数据误差　订正与数学处理方法初探Ｕ】．气象与环境学报，２００７，　２３（５）．　实际读数，ＨＩ＋ｌ８Ｏ表示与之对应天线旋转　１８０。后合像水平仪实际读数。这样在调整　雷达天线座水平时，就不必反复计算。调　整完毕后，只需精确计算１次即可得到雷达　天线座的水平误差值，方法简便。　三、雷达天线座水平误差的调整实例　雷达天线座与安装基础通常是通过　多个联结螺栓进行连接并固定。另有几个　均匀分布在天线座的底面上供水平调整的　螺栓。根据测量记录的结果，可以分别粗　略地计算天线各个方位角直线上的水平误　差，并依此数据进行天线座的水平调整。　水平调整时，应先适当松开联结螺栓。针　对粗略计算结果，将天线控制到需要调整　参考文献　［１】Ｆｏｓｓｅｎ　Ｔ．Ｉ，“Ｇｕｉｄａｎｃｅ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　Ｏｃｅａｎ　［２］李顺芬．高机动雷达天线座的设计探讨Ｕ］．电子机　械工程．２００５［４）．　［３】王覆云便携式雷达天线座结构分析Ｕ】．现代电子　技术，２００５（１４）　【４ｊ牛忠文，程海平雷达天线座水平误差的一种测量　方法　电子机械工程，２００５，２１（６）　作者简介：凌飞（１９８７一），安徽合肥人，雷达装　配高级工，主要从事雷达整机及大型结构件装配工　作。　［６］Ｎａｒｉｍａｎｉ　Ｍ，Ｌｏｅｉｐｏｕｒ　Ｍ，　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　Ｒｅｍｏｔｅｌｙ　Ｏｐｅｒａｔｅｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ　，ＵＤＴ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００６．　Ｖｅｈｉｃｌｅｓ　Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ．１９９４．　［２］Ｌｏｕｅｉ￣’ｏｕｒ　Ｍ，Ｎａｒｉｍａｎｉ　Ｍ，　Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｒｅｍｏｔｅｌｙ　Ｏｐｅｒａｔｅｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅｓ　，ＵＤＴ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００６．　［７］Ｐｒｅｓｔｅｒｏ　Ｔ，　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｓｉｘ—ＤＯＦ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ｍｏｄｅｌ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ＲＥＭＵＳ　Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ　Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ　Ｖｅｈｉｃｌｅ”Ａ　ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＣａｌｉｆｏｒｉａ　ｎ［３１ｕ￣ｅｉｐｏＷ　Ｍ．，　Ｄｙｎａｍｉｃ　ｏｆｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ　ｖｅｈｉｃｌｅｓ　，ｓｕｂ　ｓｅａ　Ｒ＆Ｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｃｅｎｔｒｅ，Ｉｓｆａｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　作者简介：　刘桂山（１９６８一），男，湖北当阳人，毕业于南京　理工大学自动控制系，现供职于中国船舶重工集团　公司第７１０研究所，主要从事ｕｕＶ研究工作。　胡玉梅（１９６７一），女，浙江金华人，毕业于哈尔　滨工业大学机械制造系，现供职于中国船舶重工集　团公司第７１０研究所，主要从事ｕｕｖ研究工作。　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｓｆａｈａｎ，Ｉｒａｎ，２００１．　［４］ＬｏｅｉｐＯＵｔ＂Ｍ．，。Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ＲＯＶ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｑＦＴ　Ｍｅ￣ｏｄ　＇Ｍ．Ｓ　Ｔｈｅｓｉｓ，１９９７．　【５］Ｔａｂｅｓｈ　Ａ，Ｎａｄｍａｎｉ　Ｍ　Ｄｅｓｉｎ　ｏｆ　ｇｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｒｆ　ａ　ＲＯＶ　，Ｓｕｂ　ｓｅａ　Ｒ＆Ｄ　ｃｅｎｔｒｅ．Ｉｓｆａｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９９．　电子ｔｔ｜鼻－９１—