水下机器人避碰运动研究

本文针对水下机器人与周围障碍物发生碰撞的情况,提出了一种用模糊决策技术判断危险度大小的方法,建立了危险度判断模型,并分析了水下机器人避碰动作决策模型的构造原则。     

水下载体的水雷避碰技术

本文对水下载体的可靠的水雷避碰能力作了研究。为了实现某种水雷避碰技术,水下载体装备了障碍避碰声纳(OAS)和能安全航行于未知布雷区的导航系统。水雷避碰技术考虑了声纳和导航系统的物理限制对水下载体的机动性约束和对所有水雷的安全投射距离的要求。对于50个以上不同布雷区的广泛地计算机模拟,证实了水雷的避碰能力。在所有的50次模拟中,载体都达到了预定的终点,并对每一个水雷至少保持一个确定的最小安全投射距离。 该模拟精确地建模的主要困难与声纳、导航系统和载体动态有关。声纳模型包括表面、底部和体积混响;热噪声、环境噪声和流体噪声;实际的接收机和发射机波束图以及虚警和漏检。导航系统模型包括偏倚、随机噪声和比例系数误差的影响。载体动态模型模拟与水下载体角速度和角加速度相关。这个组合是检验水雷避碰技术的可行的模拟。     

一种基于视觉的目标舷角实时测量方法

舰船的舷角是鱼雷攻击时的重要参数,同时也是海航避碰中避碰线路确定的计算依据。在基于视觉的识别中,获取目标舰船的舷角即可确定其相对拍摄视角,从而大大缩小在全方位视野特征库中的搜索范围,提高识别速度。然而现有的舷角测量方法均是采用连续跟踪解算实现的,无法实时测量。为解决实时测量的问题,首先推导了基于视觉的目标舰船舷角测量原理,然后针对摄像机倾斜的情况提出基于水天线校正的改进方法,最后通过实验验证,结果表明方法简单易操作、实时性好。     

一种改进的多智能体碰撞避免行为

针对目前碰撞避免行为缺乏真实性和通用性的问题,本文提出一种改进的多智能体碰撞避免行为生成方法。通过引入角色参数和个性参数,使得智能体能够根据自身的属性调整避碰行为。改进的多智能体碰撞避免行为把碰撞避免行为与真实人的属性相联系,可以保持智能体前后运动的一致性和平滑性。因此,更符合真实人的碰撞避免行为特性,具有更强的"类人性"和通用性。仿真结果表明,加入了真实人属性的改进方法产生的避碰行为能有效地应用于具有多样化属性的虚拟人群行为仿真、多机器人系统和多智能体领域中。     

基于EVALPSN的循环式多轿厢电梯避撞设计与实现

多轿厢电梯系统作为垂直运输的新方式,避免轿厢之间的碰撞成为了其安全运行急需解决的重要问题。根据循环式多轿厢电梯控制系统的轿厢安全运行准则,分析了循环式多轿厢电梯系统的避撞控制问题,研究了基于带有强否定的扩展矢量注解的逻辑规划方法,设计一种电梯轿厢安全避障方法。通过建立了禁止轿厢危险运行的EVALPSN算式,避免了派梯中所选轿厢在井道中发生碰撞,保证电梯控制系统的安全运行,实验结果表明:所设计的方法针对循环式多轿厢断电梯避撞问题有较好的效果,可有效地保证多轿厢运行的安全性。     

舰船经济寿命分析方法

针对舰船系统经济寿命的确定问题,介绍了舰船经济寿命分析5个阶段和舰船寿命周期费用的组成,给出了确定舰船经济寿命的方法。为装备更新决策提供依据,对武器装备的全寿命管理有一定参考价值。     

鱼雷命中后舰船的载荷计算和剩余强度评估

以某舰船为例,计算了鱼雷在舰船底部非接触爆炸使舰体结构产生破损后由于进水引起的浮态和载荷变化,给出了鱼雷命中破损后波浪弯矩随不同破损部位、不同进水体积的变化规律.计算了破损舰船的弹塑性极限弯矩,并对舰船的剩余强度进行了评估.计算结果表明,鱼雷命中的最危险位置是船中,外载荷的增大和结构承载能力的减小使舰体结构在单发命中时也可能失效.     

早期碰摩转子瞬时转速波动特征的实验研究

转子瞬时转速信号中含有丰富的碰摩特征信息,而且基本不受不对中、不平衡等常见故障的影响,可望用于转子碰摩故障的诊断,据此利用仿真和实验手段研究早期碰摩故障时转子的瞬时转速变化规律.建立了考虑转子瞬时转速变化的碰摩动力学模型,通过一阶共振转速范围内的计算求解,发现随着转速的升高,依次会发生不碰摩-单点碰摩-局部碰摩现象,且转速波动幅度会依次增大;单点碰摩和局部碰摩时的瞬时转速波动频谱均以转频为主要分量,但单点碰摩时包含较多的高阶倍频分量,局部碰摩时高阶倍频分量较弱.然后,搭建转子碰摩实验平台,分别进行了不碰摩、单点碰摩和两种不同程度的局部早期碰摩故障的模拟,实测的瞬时转速波动和频谱分析结果与仿真结果相一致,证明了转子瞬时转速波动信号可以指示碰摩故障的发生和严重程度,可为转子碰摩故障提供新的诊断思路和途径.     

基于模型诊断的集合逻辑运算法计算最小碰集

在基于模型的故障诊断仿真系统的诊断流程中,由最小冲突集计算最小碰集是整个流程中的关键步骤。针对现有计算最小碰集方法中存在的缺陷,提出了运用集合逻辑运算法计算最小碰集,将冲突集表示为集合的逻辑"与"、逻辑"或"运算,通过其运算法则进行运算简化,可得到全部的最小碰集。该方法具有简单有效、数据结构简单、计算简便快捷和易于程序实现等优点。最后通过实例计算,验证了该算法的正确性、简单性和高效性。     

舰船腐蚀电场建模及补偿最优解验证

基于等效偶极子法,从补偿偶极子长度、角度、大小三方面给出了任意角度的补偿偶极子场解析式,再利用电荷矢量叠加原理,建立了"腐蚀偶极子+补偿偶极子"电场模型。仿真以单轴桨船为例,先验证"腐蚀偶极子+补偿偶极子"电场模型的正确性,再进行补偿偶极子对舰船电场的影响验证,从而得出补偿最优解。模拟实验结果表明,补偿阳极在工程允许条件下距离补偿系统接船端最远处,且补偿系统平行于水平面和船体时补偿效果最优;在补偿最优条件下,理论上是可以抵消原舰船腐蚀电场的。     

三架固定翼无人机协同编队飞行避障策略

针对无人机编队执行空战任务过程中存在无人机之间以及无人机与障碍物发生碰撞的问题，提出单向网络连接结构的多无人机避障算法和基于人工势场的控制方法，同时应用于无人机编队避障控制。以三架无人机构成的正三角形编队作为控制体，同时以长机的运动轨迹作为期望路径，长机提供僚机飞行信息，僚机接受信息保持编队飞行。多无人机编队发现障碍物到避障完成的过程包括编队集结、松散队形、最终恢复集结正三角形编队。仿真实验结果表明，所提避障控制策略能够确保编队收敛于期望的队形和稳定飞行状态。     

基于态势预测的无人机防相撞控制方法

针对无人机自主飞行过程中,受空中非协作移动目标威胁较大,且空中移动威胁存在高机动性的特点,提出一种预测移动威胁情况下的无人机防撞控制方法,该方法采用交互多模(IMM)算法预测移动威胁的运动状态,同时利用滚动时域控制(RHC)思想建立无人机运动控制模型,构造有约束目标函数,运用微分进化算法(DE)求解目标函数,获取最优控制量,输入控制模型,完成防撞机动控制。仿真结果表明,该方法可以有效解决空中多架航空器同时入侵的防撞问题。     

深水环境下潜艇舯部结构撞击强度数值分析

潜艇结构水下碰撞是潜艇的主要事故形式,也是船舶碰撞最为危险的状态之一。文中首先提出潜艇碰撞问题,对碰撞特征进行分析,然后针对某型潜艇舯部典型结构的撞击极限强度特性进行数值计算,结果显示,由于准静压载荷的附连耦合作用,随着静水压力的增加,潜艇舯部耐压壳体结构的防撞能力将大幅下降,而耐压壳体内部平台和舱壁结构将有效提高壳体结构的横向失稳临界应力,改善潜艇结构的径向耐撞能力。     

基于纯方位理论的运动舰船长度测量方法

获得运动舰船的船体长度对于航海避碰和目标识别具有重要的参考价值。然而,由于诸多因素的限制,现有视觉技术难以精确测量。为此,引入了纯方位目标运动分析理论结合双目视觉技术实现对运动舰船长度的测量。首先就所研究问题建立运动模型,推导了基于目标舰船方位、距离参数的舰船长度测量方法,针对该方法测量误差大的问题提出了基于航向、距离、方位的舰船长度测量方法。目标航向无法直接获取,为此引入基于纯方位理论的目标航向视觉估计方法,并进行了仿真验证。最后对两种舰船长度测量模型的误差进行了仿真比较分析,结果表明采用本文提出的"距离航向"法,当观测点位于目标舰船正横左右范围内时误差可以控制在10%内,"方位距离"法误差更小,适用的舷角范围更大。     

星载AIS检测概率建模与仿真分析

针对现有星载AIS检测概率低的问题,对星载AIS接收信号冲突和检测概率进行了研究和论证,并对影响检测概率的诸多因素进行了分析。分析了星载AIS与地面AIS的差异性,指出了星载AIS面临的新挑战。重点对星载AIS信号多网冲突问题进行了研究,建立了一种基于船舶分布密度函数的星载AIS检测概率模型。通过分析时隙冲突、船舶动态、轨道高度、天线类型和B类AIS船舶等因素对系统检测概率的影响,为工程设计和性能评估提供了一定参考依据。     

星载AIS系统检测概率建模与仿真分析

针对现有星载AIS（Automatic Identification System）系统检测概率低的问题,对星载AIS系统的接收信号冲突和检测概率进行了研究和论证,并对影响检测概率的诸多因素进行了分析。首先分析了星载AIS系统与地面AIS系统的差异性,指出了星载AIS面临的新挑战。其次,重点对星载AIS信号多网冲突问题进行了研究,建立了一种基于船舶分布密度函数的星载AIS检测概率模型。最后,通过分析时隙冲突、船舶动态、轨道高度、天线类型和B类AIS船舶等因素对系统检测概率的影响,为工程设计和性能评估提供了一定参考依据。     

组网电子对抗中应对远程威胁的对抗优选决策

在组网电子对抗作战背景下,简单分析作战中远程威胁目标,讨论了威胁决策因子及其优属度获取办法,在此基础上,提出了经过对抗方案总体设计、最优方案选择的决策方法,建立了应对远程威胁目标的决策模型。最后,通过合理假定作战场景进行实例分析,验证了该方法是科学合理的。     

一维三体碰撞过程的数值实验研究

力学中常常将物体之间的相互作用描述为碰撞过程,两体碰撞模型广泛地运用于处理各种物理问题,然而现实世界中普遍存在着多体碰撞.文中建立了三体碰撞过程的动力学方程组,对一维完全弹性三体碰撞进行了数值实验研究.研究结果表明,三体碰撞物体的分离速度与物体之间相互作用过程的细节有关,一般情况下不能简化为相继的两次两体碰撞求解.     

虚拟环境下柔性线缆建模方法

研究了虚拟环境下柔性线缆建模方法，给出了离散控制点线缆简化模型和计算各离散控制点坐标值的算法。针对柔性线缆在虚拟环境中的碰撞检测问题，具体分析了从物体侧面绕过和从物体上表面经过2种碰撞检测情况，基于深度矢量和体矢量碰撞检测算法，给出了碰撞检测响应算法。     

一种基于 TIN 表达的碰撞检测方法研究

在扼要介绍有关碰撞检测方法的基础上 ,着重研究一种基于TIN (TriangulatedIrregularNetwork)表达的物体之间的几何碰撞检测方法。有效地解决了其中的完整性控制问题 ,并在路径规划等系统中得以成功运用。