水下滑翔机原理与应用

正水下滑翔机(UnderwaterGlider,UG)是一种水下机器人,它通过调整自身浮力来实现升沉,通过调整两翼的净浮力和姿态角来获得推进力,实现水下滑翔并收集水下信息。它具有能源利用效率高、噪音低,大范围、长时间连续进行海洋环境观测与探测的优势,适用于"中尺度"及以上甚至部分"亚中尺度"的物理海洋现象观测、生态环境调查和海洋安全保障等工作。水下滑翔机为海洋大数据分析、数值预报等重要应用领域提供了现场准实时测量数据。水下滑翔机在军事和国防领域也发挥着重要作用。水下滑翔机的研究内容涉及水下无人平台结构     

大深度复合同振式矢量水听器设计

针对目前深海无人移动平台缺乏与其工作深度相匹配的复合同振式矢量水听器的问题,采用薄壁铝合金球壳作为矢量通道,压电陶瓷圆环作为声压通道,设计制作了一型大深度复合同振式矢量水听器,并用理论计算、有限元仿真和实验测试的方法对其声学性能和耐压性能进行了验证。该水听器的外径为85 mm,质量为398 g,平均密度为1 240 kg/m~3,工作频段为20～3 000 Hz,矢量通道呈余弦指向性,灵敏度为-187 dB@500 Hz,声压通道无指向性,灵敏度为-191 dB@500 Hz,耐压深度为2 000 m。海上试验表明,该水听器能够搭载在水下滑翔机等深海无人平台上执行声学探测任务,在大深度声学探测领域具有重大的应用价值。     

水下滑翔机建模与纵向运动控制

水下滑翔机是一种浮力驱动的新型水下航行器,其特殊的驱动方式和结构特点增加了建模和控制分析的复杂度。为获得准确有效的水下运动控制方法,通过滑翔机运动学和动力学分析,建立了较为完善的三维空间数学模型,并进行了合理的假设和简化,得到纵平面内小扰动线性化模型。在此基础上,运用了线性二次型最优控制理论设计了LQR调节器,分析系统对于控制指令的跟踪响应情况。最后针对滑翔机的纵平面运动进行了仿真分析,仿真结果显示,LQR调节器有很好的干扰抑制能力和指令跟踪性能,并准确地描述了纵平面内滑翔机的运动特性。     

水下激光成像系统在反蛙人侦察中的应用

水下激光成像系统作为一种主要的水下光电侦察装备,具有抗干扰能力强、探测距离远、成像质量高等诸多优点,可用于探测水下多种类型的目标。针对水下激光成像系统的反蛙人侦察应用问题展开研究,介绍了水下激光成像系统反蛙人侦察的技术、特点和现状,重点研究了水下激光成像系统几种典型的反蛙人侦察使用方法,并对今后水下激光成像系统反蛙人侦察的发展趋势进行了分析。     

海流对水下滑翔机运动参数的影响

为了便于在有洋流存在的海洋中规划出滑翔机的运动路径,利用水下滑翔机六自由度空间运动仿真分析模型,研究了洋流对滑翔机运动参数及轨迹的影响以及偏流存在时滑翔机航向的控制。模拟结果表明:逆流的存在会使得滑翔机的俯仰角、攻角作出相应调整,以适应新的流动情况,但运动姿态是稳定的;无论出现何种方向的偏流,滑翔机均会调整航向对准来流方向前行;有偏流存在时,可以通过调整滑翔机的横滚角,使得滑翔机部分抵消海流的影响,尽可能少地偏离原航向。     

基于民用无人机的海上水下物探技术研究

物探技术是开展基础性地质调查的重要方法,尤其是在油气资源的勘探和开发中,针对海洋油气资源勘探、污染检测和深海海底信息收集等需求,为了追求快速高效的信息检测和收集,必须要针对探索对象和具体的条件来选择恰当的物探方式,其中无人机作为一种成本较低、操作灵活且安全性能较高的移动探测平台,在海上水下物探中得到了广泛的应用。利用无人机并在其上安装轻型测量装置,在海面上移动并获取信息。使得物探工作效率得到进一步提高。基于此,本文基于当前民用无人机海上水下物探技术的发展背景,对其技术原理展开论述,并介绍了海上水下物探技术的要点和应用方法。     

军事零讯

ASia亚洲特种水下机器人列入中国“863”项目 最近,由甘肃长城水下高技术有限公司研制出的“堤坝安全检测水下机器人”被列为国家技术、水下控制与导航技术、声呐探测技术和水下视频探测技术。它是一个以图像声呐、浅剖声呐和高清晰度摄像头为探测手段,以水下遥控机器人为载体的高科技综合合体。该机器人能以动力定位技术悬浮于水中,像直升机在空气中地运动那样,能在水中任意方向作自由运动,水下工作深度可达150米,扫查速度为0.5-1米/秒.可程控连续扫描或手动控制扫描,可全天候工作,连续成像,不受天气和环境影响。     

水下航行体热尾流数值预报方法研究

研究了水下航行体红外隐身性等问题,提出了一种可对水下航行体热尾流进行数值预报的方法。在已建立了水下热尾流数学模型及海面热尾流红外辐射大气传输模型的基础上,采用几何投影的方法,确定机载红外成像器件焦平面上各个探测像元所对应的海面辐射区域,进而计算出探测器焦平面上每个探测像元所接收到的红外辐射能量,最后根据每个探测像元所接收到的红外辐射能量绘制伪彩色红外图像。按此方法在WindowXP平台上选用VC 6.0结合FLUENT及MODTRAN等专业软件,建立数据库,编写了仿真程序,可以对水下航行体的热尾流进行数值预报。     

基于Web 服务和多Agent技术的水下平台作战推演系统构建

对象智能建模、模型调用管理等是水下平台作战推演系统设计与开发过程中的难点问题。基于OODA环指挥控制描述模型，刻画了水下平台作战推演的业务流程和功能，采用Web服务和Agent建模技术，建立了一种基于Web服务和多Agent技术的水下平台作战推演系统体系结构，有效地解决了作战推演模型的智能性、重用性和扩展性等问题，并给出了智能体建模的程序框架，对水下平台作战推演系统的设计与开发等具有重要参考价值。     

基于FAHP的水下目标多源探测仿真系统评估

水下目标探测具有探测方式多样性、海洋环境复杂性等特点。为了解决水下目标多源探测仿真系统的评估问题,依据三角模糊理论和仿真系统VVA理论,提出一套水下目标多源探测仿真系统评估指标体系,运用模糊层次分析法计算各层指标权重,结合专家评判结果对水下目标多源探测仿真系统进行可信性评估,并探讨了这套指标体系在仿真可信度评估工作中的应用。结果表明仿真系统与实际测量系统基本相符,该方法对水下目标多源探测仿真系统的评估具有指导意义。