灭雷具缆体系统动力学计算模型

为提高灭雷具的作战效率,从灭雷具缆体系统在流体中的动力学特性出发,指出缆索对灭雷具的阻力是影响灭雷具操纵性的重要因素,并采用节点离散法建立了缆体系统在海流中的动力学计算模型;根据仿真数据分析了灭雷具操纵性受缆体系统阻力的影响,并提出了合理的操纵建议。     

未来水下作战的多面手：自主式潜航器

为了解决线导灭雷具受脐带电缆或光纤电缆羁绊的问题,从20世纪90年代起各国海军便开始研究无缆灭雷具,自主式水下航行器(AUV)就是其中一种,它也称为无人水下航行器(UUV),是一种无缆的水下航行器,或称无缆水下机器人。目前已取得迅猛发展,并且功能也有很大扩展,不仅适用于水下作战各领域,而且在海洋研究和水     

海洋环境下基于量子行为粒子群优化的时间最短路径规划方法

针对海洋环境下无人水下潜航器(UUV)的时间最短路径规划问题,提出了一种基于量子行为粒子群优化(QPSO)的路径规划方法,由此建立了海流模型、障碍物模型,并推导了衡量航行时间的代价函数。在两种不同案例下,对所提方法和基于粒子群优化(PSO)的方法进行仿真比较,结果表明:所提方法具有更强的鲁棒性,能够为UUV规划出一条时间更短的安全路径。     

基于个体行为差异的CGF岗位模型

当前，对作战仿真在广度和深度上提出了更高层次的需求，即在扩大仿真规模的同时，更加注重仿真精度的提高。通过分析传统平台级CGF（Computer Generated Forces）模型在满足仿真需求方面的不足，建立了基于战斗岗位的武器平台CGF模型结构，研究了作战过程中影响战斗人员决策与操作行为的主要行为因素及其影响机制，并将其引入到岗位模型。最后，实现了考虑个体行为因素的坦克CGF炮长岗位模型，并对所建立的坦克炮长岗位模型在某作战仿真系统中的应用效果进行了分析。     

基于航路点跟踪的AUV回收控制

针对军事侦察和海洋观测领域中对自主水下航行器(AUV)自主回收能力的需求,研究了AUV自主回收中的航路点跟踪控制问题.在海流干扰作用下,设计航路点规划跟踪路径,然后运用自适应滑模方法设计AUV的动力学控制规律.采用横向跟踪控制算法,使AUV精确地沿着规划的运动路径进入回收器中.仿真结果表明,所设计的控制规律是有效的,AUV能较好地完成航路点的跟踪任务,并最终到达回收器中实现了对接.     

坦克连CGF人类行为仿真研究

坦克分队CGF是军队分布交互仿真系统必不可少的组成部分,其核心为人类的为建模和仿真.为达到坦克连CGF 高分辨率仿真和拥有群体智能的要求,确定了坦克连CGF 多Agent的体系结构,论述了坦克连CGF各级别Agent应具有的人类行为功能,给出了多级规则库、全局路径规划、目标威胁评估的实现模型.通过多Agent之间以指挥...     

基于动态规划的猎雷具识别路径优化算法

路径长度、海流方向给猎雷具航渡、操控带来的时间消耗,是影响目标识别效率的主要因素。单纯运用动态规划算法只能解决猎雷具最短识别路径的问题,而无法顾全猎雷具在操控方面的时间损耗,从而在提升作战效率上得不偿失。本文基于动态规划算法,优化了识别路径的解算模型,并在模型解算前,提出了目标位置的预处理条件,简化了模型的解算步骤;在模型解算后,提出了识别路径的修正方法,完善了模型的解算结果。     

常值海流作用下多自主水下航行器编队控制

研究了常值海流作用下自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)的编队控制问题.控制器设计分为两部分:一部分综合应用Lyapunov方法和Backstepping技术设计了单体AUV路径跟踪动力学控制律,保证了路径跟踪误差在常值海流作用下的全局渐进稳定;另一部分为路径参数一致性协同跟踪控制器,保证在仅有一个或一部分AUV获取虚拟领航AUV路径参数更新速度情形下能对其进行协同跟踪.从理论上证明了整个闭环系统的稳定性.仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

灭雷具图像声呐探测过程仿真模型

根据灭雷具上高分辨率图像声呐的工作原理和探测过程,从为部队官兵提供模拟训练平台的角度出发,利用计算机的图形、图像处理和虚拟现实技术,提出一种数学模型和物理模型相结合的图像声呐可视化建模思路。通过仿真,证明此种方法既便于计算机实现,又符合灭雷具图像声呐的真实探测和显示过程。同时,为了整个仿真系统的需要,简单地给出了系统中三维海底地形和水雷目标的数据模型和构造方法。     

复杂海战场环境下AUV全局路径规划方法

针对无人自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)在复杂海战场环境中路径规划时环境模型复杂、约束条件多的情况,建立了包括战场地形、敌方威胁、障碍物和海流场等在内的比较完善的海战场环境模型。以AUV航行时间、威胁时间最短为优化目标,给出了一种基于振荡型入侵野草优化(Invasive Weeds Optimization, IWO)算法的AUV全局路径规划方法,并分别与标准IWO算法、全振荡型IWO算法以及粒子群算法等三种路径规划算法比较。仿真结果表明,所提方法具有较强的寻优能力和鲁棒性,可在复杂海战场环境下为AUV高效地规划出满足性能要求的航行路径。     

拖曳系统的水翼控制运动模型及仿真

针对水下拖曳系统深度难以实现精确控制的问题,提出并建立了基于水翼控制的水下拖曳系统运动模型,其中拖缆和拖体的动力学模型分别采用了有限差分法和水下运载器的六自由度运动方程。在此基础上,使用数值计算方法,实现了水下拖曳系统三维的运动响应分析,并运用PID方法控制水翼攻角,达到了对拖体目标深度的控制。仿真结果验证了这一运动模型的正确性,为进一步实现水下拖曳系统在各种复杂的海洋环境和船舶机动影响下的定深控制研究奠定了理论基础。     

深海潜水器ARV关键技术

较为详细地介绍了一种全新概念的深海潜水器(ARV),此潜水器综合了自治水下机器人(AUV)和遥控水下机器人(ROV)的各自优势,既可以像AUV一样依靠预设指令进行自主巡航,又可以像ROV一样,通过水面视频画面控制进行精细作业。其最大的特点是用微细光缆代替了传统的脐带电缆,使ARV更具远距离、大深度、实时操作、机动灵活等特点。介绍了其系统组成、关键技术和国内外发展水平及其发展的重要意义。     

基于CPSO算法的海空跨域无人航行器集群协同作业路径规划

针对海空跨域无人航行器集群在复杂水域环境下协同作业以追踪水下目标的任务,提出一种基于协同粒子群(CPSO)的协同作业路径规划算法.考虑不同无人航行器集群特性优势,合理分解并分配远距离追踪水下目标任务过程,并利用CPSO算法进行路径规划.在CPSO算法中,首先为无人机(UAVs)集群规划飞行路径,UAV飞行过程中探测水面...     

天海一体化水下重力辅助导航研究进展

水下航行器精确导航在海洋利用和开发过程中发挥了重要作用。关于抑制水下导航误差随时间累积的问题,进行了详细阐述和分析:简述了惯性器件的发展历程;详细对比了各导航系统的优劣性,着重介绍了国内外重力辅助导航研究现状,分析了针对目前水下航行器高精度导航的需求,以及全球海洋重力基准图空间分辨率不足的科学难题;提出了通过GNSS-R测高星座获得高空间分辨率和高精度全球海洋重力基准图的思路及技术路线,以期提高水下重力辅助导航精度。     

水下制氢反应室动态过程数值分析

为研究水下制氢反应室的动态过程规律,基于化学反应动力学和单液滴运动学得到合金/水反应转化率,并在最小自由能法计算得到生成物各组分摩尔数的基础上利用质量守恒方程得到室内各物质质量变化规律。在建立非线性移动边界螺旋管动态模型的前提下,利用能量守恒方程得到室内热力参数变化规律,进而完成制氢反应室动态过程详尽模型的建立。利用该模型编写计算程序,完成某水下制氢反应室动态过程仿真。结果表明,各仿真曲线较好地反映了对应参数的动态变化规律,验证了模型建立与仿真的正确性;合金/水反应转化率决定了反应室的物质质量变化规律及其能量释放特性。该模型可以作为制氢反应室动态特性分析及其过程控制研究的基础模型。     

潜器支持母船阵位选择

针对缆控水下航行体在水下工作过程中,潜器支持母船和水下航行体的配合问题。以防止风流变化造成潜器脐带电缆与母船缠绕危险的发生,基于对风流环境的极限判断,对母船阵位的选择进行了研究,并提出了一种简易的选择模型,对指导水下航行体和支持母船的配合有一定的指导意义。     

海洋能驱动航行器的能源最优航迹规划研究

无人水面航行器在航行过程中受到尺寸限制,只能携带有限的能源,而海洋中蕴含大量的能源,如果无人水面航行器在航行过程中能利用广泛分布的海洋能源,那么其续航能力将会显著提升.研究一种海洋能驱动航行器的能源最优航迹规划方法,使海洋能驱动航行器在航行过程中尽可能少地消耗能源,并尽可能多地利用海洋能.首先,选取我国南海部分海域作为...     

基于舰艇编队的反舰导弹航路规划区域划分

根据舰艇编队对海导弹攻击中航路规划指挥决策的需要,为避免各舰发射的导弹出现航路交叉现象,提出了单舰导弹航路规划功能区域的概念和编队导弹航路规划区域划分的思想,建立了编队导弹航路规划区域划分模型。分别研究了一般情况和复杂情况下的导弹航路规划区域划分方法,并且结合想定装备参数进行了编程实现和算例分析。为编队指挥员实施导弹航路规划决策提供辅助决策和科学依据。