通信时延下欠驱动自主水下航行器编队控制

研究了通讯时延情况下的欠驱动自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle)编队控制问题。考虑到水下通讯所面临困难,将编队问题分为两个部分：一部分为单个AUV的路径跟踪控制问题,保证每个AUV沿各自的期望路径航行;另一部分为路径参数的协同控制问题,保证每个AUV期望的路径参数能够实现同步,进而达到编队控制的目的。提出的控制方案仅需要AUV之间交互路径参数信息,通讯需求量小,满足实际工程需求且能够允许一定的通讯时间延迟。数值仿真结果验证了控制算法的有效性。     

潜水兵的“铁人三项”

在东海之滨,驻守着一支水下劲旅。他们常年与水中的鱼儿为伴,和海底的泥沙为伍,他们的名字叫"潜水兵"。部说,宁上山,莫下海。然而,他们却说:"我们的水下生活其实也很有趣。"     

水下无人航行器 美国潜艇的新搭档

潜艇是美国海军执行隐蔽任务和保持其全球优势的关键装备,美国海军迫切需要改进潜艇技术和开发新的技术手段来弥补现有能力的不足。近年来,水下无人航行器(UUV)技术发展迅速,世界各国正在开发和已经开发出的UUV多达上百型。随着UUV技术的不断发展,其应用范围也随之不断扩大,对于UUV在未来潜艇任务中的应用,美国海军做了很多研究和准备。将弹道导弹核潜艇改造成巡航导弹核潜艇,以及新建第三批"弗吉尼亚"级核潜艇采用了新型艇首结构,均为UUV参     

基于单剖面的水下滑翔机全局路径动态规划

精准、高效地控制水下滑翔机路径对海洋环境精细化调查具有十分重要意义。在“海燕”水下滑翔机人工干涉路径优化的基础上,针对其主观经验影响大、操作效率低等问题,提出单剖面目标航向动态规划模型;根据历史剖面信息计算海区流速、流向,构建具有约束条件的极值模型,求解预设剖面最优目标航向,通过动态调整水下滑翔机目标航向实现优化全局路径的目的。仿真试验结果表明：该方法在直线型流场中路径优化效果较好,鲁棒性较强;在涡旋型流场中也能有效控制水下滑翔机路径,但受流速影响较大,仍有改进空间。     

适用于水下高速机动目标的自适应检测方法

近年来,发展主动声呐目标检测技术逐渐成为水声信号领域的研究热点。该技术在实际应用中,浅海探测环境的复杂多变导致辅助数据获取困难,同时目标高速运动时引起的距离徙动现象会导致水下目标检测性能下降。针对这类问题,提出了一种适用于水下高速机动目标的自适应检测方法。首先,构建多元假设检验模型来准确描述高速机动目标的回波分布情况。其次,使用模型阶数选择方法来估计目标回波位置。然后,利用干扰协方差矩阵的斜对称特性有效减少辅助数据的需求量,以降低检测方法对辅助数据的依赖性。最后,基于广义似然比检验准则实现未知参数的最大似然估计以及检测统计量的推导。仿真结果表明,该方法具有恒虚警特性,同时在辅助数据受限的情况下,相较于其他同类检测方法有7dB以上的目标检测性能优势,并且能够更准确地估计目标回波分布情况,有效改善了距离徙动现象导致的检测性能下降问题。