灭雷具CGF仿人操控行为建模

灭雷具在动力上受海流和电缆的非线性耦合作用力影响,其水下操控十分复杂。针对灭雷具CGF(Computer Generation Force)系统行为建模的需求,建立了简化的四自由度动力学模型,同时考虑了海流和电缆扰动的影响并对缆长和动力分配进行优化计算以实现最优缆长控制和最短路径规划;综合分析了灭雷具水下操控规则,从动力控制和路径规划两个层次来建立其行为规则库,得到了与实际相符的灭雷具智能体仿人操控轨迹。仿真结果表明了该行为模型的正确性和有效性,能较好的满足仿真系统的需求。     

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。     

军用水下无人航行器

水下无人航行器UUV(Unmanned Underwa-ter Vehicle)是一种可以由水面舰艇、潜艇、飞机等各种作战武器搭载的无人水下平台。其本身可以携带各种传感器与多种作战武器,可以执行一系列重要的军事支援任务,可以极大地扩展海军的作战能力,因此被视为现代海军的“力量倍增器”。对军用水下无人航行器的研究已经成为各国军事海洋技术研究的前沿。 目前,各国研制的军用水下无人航行器主要分为两大类:一类是尾部拖有电缆的遥控航行器;另一类是没有电缆的自主式水下航行器。其中,各国现役的水下无人航行器多数属于前者,主要用于执     

基于冗余管理的水下航行器深度容错控制方法

随着海洋开发的日益增加,水下航行器的研究也进入了快速发展阶段,如何保证航行器在水下恶劣环境中可靠工作成为急待解决的问题,尤其对于超远航程和超长航时的航行器,其航行过程中难免会发生意外错误,因此在保证性能的同时,如何提高水下航行器的容错能力成为近年来研究的一个热点问题.提出了一种基于冗余管理(Redundancy Management)理论的水下航行器容错控制方案,方案有效利用了航行器中各传感器的冗余性,减少了硬件设备的增加,降低了成本,并利用有限元状态机方法进行了Matlab程序仿真,结果表明,整个方案设计合理,容错控制律真正达到了"容错控制"的目的.     

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。     

对转涡轮用于水下航行器的初步研究

阐述了对转涡轮在航空航天领域的发展现状,总结出对转涡轮的优点和应用前景,提出了一种可用作水下航行器动力主机的涡轮机类型.分析了水下航行器涡轮机与航空航天涡轮机的差别,论证了对转涡轮使用在水下航行器上的可行性,建立了水下航行器对转涡轮机的设计框架.     

水下航行器动力定位下的运动轨迹设计与仿真

对远程低速水下航行器在动力定位系统作用下的运动进行了研究.远程低速水下航行器由于航程远必须采用GPS全球导航定位系统进行导航,于是水下航行器就必须具有动力定位的能力,使之可以在需要GPS导航的时候上浮到近水面,导航完成后再下潜回航行深度.在建立水下航行器运动数学模型及进行推力分配的基础上,对远程低速水下航行器的典型运动轨迹进行了仿真,并对仿真结果进行了分析.     

线控灭雷具在流中接近目标的最佳路线及总体设计方案的选择

多数设计者倾向于将动力源置于线控灭雷具上的方案,以减小控制电缆在水中的阻力,提高灭雷具在流中工作能力。由于能源有限,灭雷具每次下潜的工作时间将受到限制。如何在有限的时间内提高灭雷具完成任务的能力,是摆在我们面前的重要课题。本文所要研究的仅是其中之一,即寻求灭雷具接近目标的最佳路线以求所消耗的时间最短,能耗最小,并从这点出发提出对总体设计方案的要求。     

自主水下航行器导航技术

水下导航技术是自主水下航行器发展的关键技术,因而得到了广泛的关注。简要介绍了自主水下航行器的重要性及国外的发展概况,对国外水下航行器所采用的导航技术进行了综述,并就我国应采取的对策与措施提出建议。     

无人水下航行器反水雷关键技术

随着现代化水雷技术的发展,现代反水雷技术发生了极大的变化。通过对无人水下航行器反水雷关键技术的发展需求及发展方向的研究,将无人水下航行器反水雷关键技术归纳为无人水下航行器反水雷总体技术、操控技术和探测识别技术三大核心关键技术,对每个核心关键专业技术的具体内容及发展方向进行了较系统的论述,并还对无人水下航行器反水雷的其它重点技术和发展进行了探讨。研究表明,突破无人水下航行器反水雷关键技术,将极大提高反水雷作战能力。     

水下高速航行器壳体振动特性分析

随着超空化技术被用于水下航行器减阻提速,水下高速航行器的结构设计也成为热点。为了确保在设计范围内航行器不发生颤振,对水下高速航行器壳体的振动特性进行了研究。采用有限元分析软件ANSYS建立了三维有限元模型。考虑到实际问题的复杂性,在建模时做了适当简化,忽略对整体结构影响不大的小孔、小圆角、小倒角;将各段壳体间的连接视为刚性连接,建模时将其视为一体。采用分块Lanczos法对模型进行模态分析和研究,一共提取了前25阶自由振动模态。经过分析比较,排除零模态、合并相同模态,最终给出了其前11阶的固有频率和振型。分析结果表明壳体结构整体刚度较好,在理论上证明了壳体结构设计方案的可行性,为航行器壳体的结构设计提供了理论依据。     

自主水下航行器的自适应反演变结构控制器设计

由于水下航行器是高度耦合、复杂的多输入多输出不确定性非线性系统。对水下航行器进行精确作业时的运动控制一直是其实用化过程中困扰人们的问题。将自适应反演控制技术和变结构控制策略相结合,提出了一种基于反演技术的自适应变结构控制器设计方法,实现AUV水平侧移和航向控制,并利用自主水下航行器模型进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制方法对模型不确定性和不确定环境干扰表现出良好的鲁棒性和自适应性。     

编队式自主水下航行器无碰协调控制技术研究

针对自主水下航行器(AUV)编队式航行中存在智能体间相互碰撞的危险,提出一种自主水下航行器的无碰协调控制技术,包含了编队协调控制和无碰策略等多种基本行为的融合.在编队控制中运用基于级联方法的路径跟踪控制技术和参数一致性的协同控制方法,保证了跟踪误差的渐近稳定,采用HRVO算法的无碰避障策略,使得AUV可以同时避开一般障碍物和其他AUV的碰撞危险.仿真结果表明,该AUV编队式无碰协调控制技术可使各AUV在避开碰撞危险的情况下,快速收敛到各自的参考路径,并保持编队的协调一致性.     

自主水下航行器的研究现状与挑战

自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)无论在民用还是军事方面都有广泛的应用,具有潜在的教育、科学和军事价值。简要的介绍了自主水下航行器的国内外的发展概况,讨论了自主水下航行未来发展所存在的技术问题,并探讨了自主水下航行器的未来发展趋势。最后,就我国应采取的对策与措施提出了建议。     

灭雷具的发展现状与前景

自措雷方法问世以来,已有八个国家设计了17型灭雷具。其中有6型灭雷具用于反水雷实战,并取得了良好的收效。然而现役的灭雷具仍存在一些不足之处,本文根据反水雷的要求,预测了灭雷具未来的发展趋势,新型灭雷具、半潜式灭雷具以及自治式灭雷具可能预示灭雷具的三种发展方向。     

自治式水下航行器的控制结构

自治式水下航行器(AUV)和其它空中、陆地和水中无人驾驶航行器一样都有一般的控制问题。除了需要用于实时任务执行的高维和计算上密集的传感数据外,水下环境的动力和通信限制使得开发AUV的控制结构变得更加困难。本文介绍用于AUV的四种控制结构(分级的、不分级的、包含的和混合的结构)。详述11种AUV控制结构系统,体现了AUV技术水平和风格。还叙述新的基于传感器的嵌入式AUV控制系统结构并讨论其实现。     

基于灰色关联分析的水下航行器效能评估

根据水下航行器的自身特点和主要任务,建立了以机动、探测、追踪、抗干扰、通信为基本特征能力的评估结构体系.运用灰色关联分析理论,以水下航行器各项能力指标的关联度为评估准则,提出了水下航行器的综合评估方法.通过实例验证了该方法的正确性、有效性,为水下航行器系统的技术优化和使用效能的提高提供了科学决策依据.     

水下航行器永磁直流电机瞬态磁场数值模拟

水下航行器在海洋中已得到广泛应用,而电动力水下航行器较热动力水下航行器由于具有结构简单、维护方便等优点应用更广泛。应用有限元分析软件Magnet,对某型电动力水下航行器推进用永磁直流电机有无负载时内、外磁场进行了数值模拟,所获得的结果可用于分析电机漏磁场对其周围电子仪器设备的干扰。     

多枚声诱饵协同对抗水下声自导航行器决策方法

针对大型舰艇或舰艇编队机动性能差,且单枚声诱饵对抗效果差等问题,分析多枚声诱饵协同对抗水下声自导航行器使用方法,通过舰艇、声诱饵和水下声自导航行器间的运动几何关系,建立多枚声诱饵协同对抗数学模型,利用蒙特卡洛仿真对比分析纯机动、使用单枚声诱饵和多枚声诱饵不同对抗决策方法对水下声自导航行器捕获概率的影响,证明所提方法正确有效。     

ODIN—水下战仿真环境

本文叙述通用水下战仿真环境(ODIN)的能力、设计和应用.这个模型是由英国QinetiQ公司(原防御评估和研究局,DERA)开发的,目的是模拟水面舰艇/潜艇/UUV(水下无人航行器)平台、鱼雷和对抗措施之间的详细水下交互.研发该项目起初出自要求模拟先进对抗措施概念的有效性和采用模拟多基地信号声学站的革新技术.ODIN提供一种采用多个逼真度级建模的"全系统"综合方法,以支持从高级蒙特卡罗评估到算法设计和估计的各种应用.