西北工业大学鱼雷自动控制系统期末考试试题B.doc

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1、西北工业大学鱼雷自动控制系统期末考试试题B诚信保证本人知晓我校考场规则和违纪处分条例的有关规定，保证遵守考场规则，诚实做人。                                     本人签字：      编号：        西北工业大学考试试题（卷）开课学院     航海学院     课程     鱼雷自动控制系统    学时 32 考试日期                  考试时间　2　小时     考试形式（）（）卷题号一二三四五六七总分得分考生班级学　号姓　名一、概念题（每小题5分；共30）1

2、、鱼雷弹道的袋形深度；2、小扰动线性化；3、自由角；4、横舵管制；5、半实物仿真实验；6、捷联式惯导系统二、简答题（每小题6分，共30分）1、对没有横滚控制的鱼雷，试述鱼雷总统设计时重心侧移和重心下移的作用。2、为了减小回旋横滚，往往将直鳍舵设计成什么样子？解释这种设计对回旋横滚的作用。3、绘制鱼雷自动控制系统原理框图。4、铰链力矩指什么？有什么作用？5、简述回旋运动对深度误差的影响。三、控制系统的状态方程为（20分）其中，                    试用极点配置方法，确定反馈增益矩阵，使闭环系统的特征值为

3、，，四、鱼雷横滚控制系统如下图所示：（20分）图中，鱼雷横滚控制系统的开环传递函数为试用渐近稳定频域判据,求该非线性系统的渐近稳定条件。B卷评分标准一、概念题（每小题5分；共30）1、答：指鱼雷发射后的航行过程中跳离水面的现象。一般是不允许鱼雷跳水的，因为跳水不仅破坏了鱼雷的隐蔽性，而且也会影响某些部件工作可靠性。2、在小扰动条件下，在“工作点”附近略去高阶小量，将物理过程的非线性关系简化为线性关系。3、自由角指为了使鱼雷在设定深度上航行，必须保持平衡，可在鱼雷发射之前预先将横舵转动一个角度，这个预先设定的横舵角习惯上

4、称为自由角。4、管制指在鱼雷初始航行阶段，将横舵锁定在某一范围或一定的角度上。5、所谓半实物仿真，就是将系统的一部分用实际装置，另一部分用数学模型在计算机省运行，并用适当的实验设备将实际装置于计算机连接起来。在鱼雷控制系统的半实物仿真实验中，一般控制装置采用实物，鱼雷运动的动力学特性采用失效模型在计算机上运行，再用运动模拟转台和深度伺服系统将两者连接起来。6、捷联式惯性导航系统是一个信息处理系统，就是把鱼雷上安装的惯性仪表所测量的鱼雷运动信息，经过计算机处理成所需要的导航和控制信息。计算的内容和要求，根据捷联惯导的应用

5、和功能要求的不同而有很大的差别。二、简答题（每小题6分，共30分）1、答：重心侧移是双桨失衡的补偿措施，使重心侧移对纵轴的力矩抵消失衡力矩；重心下移是为了增加鱼雷直航时的横滚稳定性，从而消除扰动所产生的横滚，但重心下移导致了回旋横滚。2、答：设计成垂直鳍上小下大，垂直舵是上大下小。在鱼雷做回旋运动时，直鳍受到的流体动力指向回旋的方向，上小下大的直鳍受到的力矩与横滚力矩相反，而由于回旋是由于打舵产生的，直舵产生的流体动力与回旋方向相反，上大下小的舵受到的力矩也与横滚力矩相反。3、 4、作用于舵面上的流体动力相对于舵面铰链

6、轴的力矩通常称为铰链力矩。鱼雷的舵面是由舵机进行操纵的，为了计算舵的强度和确定操纵鱼雷运动时舵机所应给出的力，需知道作用于舵面上的力和力矩。5、当鱼雷在水面内作回旋运动时，会产生水平方向的离心力作用在鱼雷上，当存在直航横倾时，这一惯性力并不垂直于直鳍平面。因此，其沿鱼雷立轴方向的分力方向向下，因此，破坏了无横倾时的平衡状态，使平衡攻角和平衡舵角都发生了变换。平衡舵角是由深控装置和设定的自由角给出的，而且自由角是在发射前预先设定的。设定时无法估计横滚角的确切值，一般只能按照无横滚情况设定。于是，当存在横滚角时，鱼雷就不能

7、保持在设定深度上稳定航行。对于装有惯性深控装置的鱼雷作水平回旋运动时，还可通过惯性深控装置的“耦合”使侧向运动对纵向运动产生影响而导致回旋过深。三、（20分）判断系统是否可控，即判断是否成立，结果是系统可控，故满足可配置条件。现计算系统的特征多项式：进而计算于是，可求得再来技术变换阵于是，，，四、（20分）由于开环传递函数为根据继电控制系统的频域判据：第一条：如果且的零点有负实部，则系统渐近稳定。由于这里，不符合条件。第二条：如果，，，且的零点有负实部，则系统渐近稳定。可得时闭环继电系统渐近稳定。