自主式水下机器人控制方法研究

水下机器人能够代替人类完成水下各种极端环境作业,其精确控制成为研究热点.阐述了国内外水下机器人控制方法的研究现状,对现有水下机器人的控制方法进行了分析整合,进而总结了水下机器人在无动力学模型依据和基于动力学模型时的控制方法,特别是归纳了基于水动力学建模控制方法的一般过程,最后对水下机器人控制领域未来的发展进行探索与展望.     

水下军用机器人

水下机器人又称为水下无人潜水器，分为遥控、半自主及自主型，水下机器人是典型的军民两用技术，不仅可用于海上资源的勘探和开发，而且在海战中也有不可替代的作用．为了争夺制海权，各国都在开发各种用途水下机器人，其中有探雷机器人、扫雷机器人、侦察机器人等，     

援潜救生缆控水下机器人两型机械手研制的若干技术问题

本文介绍了我国自行研制的水下６００米援潜救生兼顾海洋油气开发作业的缆控水下机器人的两型机械手的主要技术性能、特点。笔者还针对水下机器人的工作环境及作业特点,重点阐述了两型水下机械手设计、研制中的若干技术问题,并对水下机械手的设计观点和方法作了一些新的探索和尝试。     

水下机器人及其发展

近20年来,由于海洋开发与军事上的需要,一种新型的水下运行器——水下机器人发展很快。水下机器人品种繁多,技术密集度高,是公认的高科技领域。1966年美国的 CURV 水下机器人与“阿尔文”号深潜器配合在西班牙沿海将失落的氢弹从     

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。     

能量均衡的围捕任务分配方法

随着水下机器人反围捕策略研究的不断深入，水下机器人围捕变得越来越困难。为此构建一种多层环状伏击围捕模型并设计了基于围捕任务的任务分配方法，使得水下机器人能够充分利用自身的特点更好地完成任务。同时，考虑在围捕过程中随时间推移，系统内能量会出现消耗不均的现象，据此提出一种能量均衡方法平衡系统能量的消耗。实验证明所提出的基于多层环状围捕模型的能量均衡策略任务分配方法能有效提高围捕成功率，延长系统寿命。     

AUV纵倾角动态面滑模自适应控制

对于自主水下机器人(AUV)纵倾角跟踪问题,提出一种基于动态面滑模思想的自适应控制方法。首先对自治水下机器人纵倾角运动模型进行简化,其次针对不确定外干扰的情况,设计了自适应规律,对外干扰进行估计,在此基础之上设计了动态面滑模自适应控制器,并通过李雅普诺夫稳定性理论证明了系统的稳定性,最后通过给定参数的仿真实验结果可知,所设计的控制器在系统受到不确定外干扰时,表现出良好的鲁棒性。     

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     

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。     

智能机器人角逐未来战场

陆地侦察机器人涉足恶劣环境中进行侦察、排险、冲锋陷阵;水下侦察机器人潜入深海侦察敌方潜艇、舰船的活动,载弹“攻击型水下机器人”悄无声息地接近敌方的舰艇,对敌人进行突然袭击;无人机实施目标侦察乃至空中打击;太空机器人维修己方各种卫星、空间站,攻击敌方的各种太空武器装备平台……这不是天方夜谭,在武器智能化潮流的驱动下,科幻电影《未来世界》中“机器人”追杀真人的恐怖情景,在不久的将来也许会成为真实的事情。 智能武器是把智能计算机应用于各种武器装备上,使它们不用人的直接操作就能完成各种军事任务的武器装备。这种武器比精确制导武器、灵巧型武器更先进。在智能武器方阵中智能机器人位居其首。     

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.     

水下应用栅格翼动态展开参数预示方法

基于水下应用栅格翼动态展开过程动力学模型,根据展开特征角度定常水动力方法,拟合获得展开全程受到的流体力矩,并引入考虑相对速度影响的修正因子,形成水下应用栅格翼动态展开过程参数工程预示方法,以典型展开时序点航行体运动参数为设计输入,对栅格翼展开过程运动参数进行预示。通过与水下应用栅格翼非定常流场仿真计算数据以及水下航行体弹射试验数据对比,验证了上述预示方法的正确性及工程适用性,为水下应用栅格翼方案设计的优化及展开不同步性分析提供设计参考。     

水下特种运载器水下回收方式

回收问题是水下特种运载器研究的关键问题之一。目前,回收水下特种运载器主要通过水面回收和水下回收两种途径,针对水下特种运载器水下回收途径,研究了利用鱼雷发射管回收、导弹发射管回收、水下驮带回收、水下专用对接器回收等几种水下回收方式的概念、原理和实现途径,并对比分析了上述几种回收方式各自的优势及缺点。     

国外潜航器水下隐蔽导航定位方法探析

针对潜航器自主惯性导航误差随时间不断增大的问题，研究了基于运载器、信标中继、海底固定基站的国外潜航器的典型导航定位方法。通过水声通信方式，运载器、信标中继站将其卫星精确定位数据发送至潜航器，或海底固定基站接收到潜航器发射唤醒信号后，量测相关信息并发至潜航器。潜航器被动接收水声通信数据，并对其进行综合处理，实现潜航器在水下隐蔽工作模式下对自身位置的实时修正，提高潜航器导航定位精度，具备较强的工程可实现性。     

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。     

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。     

水下航行器头部流噪声数值仿真与实验

选取头部线型,对航行器头部基于RNG k-ε湍流模型及FW-H声学模型进行流噪声模拟,然后对3种头部线型的航行器在不同速度下分别进行水洞实验。通过对比分析数值仿真与实验结果发现,航行器头部流噪声随着频率的增大而逐渐减小,随着速度的增大而增大。在相同速度下,与头部线型2、头部线型3相比,头部线型1流噪声较小,具有更好的降噪作用。所采用的计算方法可以比较准确地模拟航行器头部流噪声情况。     

利用加热减小水下航行器阻力的研究

如何减小表面摩擦阻力来增大航速一直是人们关心的问题,利用推进系统排放的废热加热航行器壳体的层流区可以大大减小水下航行器的阻力。本文计算了加热某型鱼雷的阻力变化,分析了阻力变化对航速和能耗的影响。对某型鱼雷,动力系统热效率为35%,在航速为26米/秒,阻力可减小42.3%,在保持相同能耗情况下,加热后的航速可增加20.1%;如果保持航速为26米/秒不变,加热后的鱼雷能耗可减小42.3%。     

(H)型映射的拓扑度及其应用

本文将(S)_+型映射度的有关理论扩展到(H)型映射类。基于经典的Brouwer度理论,笔者构造了(H)型映射的拓扑度,所得结果进一步丰富和发展了非线性单调型映射度理论。     

某新型远程AUV的视景建模及可视化仿真研究

在某新型远程自主水下航行器（AUV）的几何空间坐标方程和运动学数学模型的基础上，根据该新型AUV的组成和物理特性完成其在虚拟场景中的三维模型构建。该模型不仅可以准确反映AUV的各项物理参数和真实尺寸，而且可以在数学仿真的同时实现模型仿真的可视化，更加直观、生动和实时地反映AUV的位姿状态以及巡航、悬停和目标跟踪等过程。