远程高空滑翔UUV的最优控制设计与仿真

针对远程高空滑翔UUV突防段飞行高度稳定控制问题,建立了远程高空滑翔UUV的数学模型,并运用连续系统线性二次型最优控制理论,设计了远程高空滑翔UUV控制系统的线性二次型调节器。最后利用Matlab仿真平台,分别采用线性二次型最优控制理论和传统PID方法对远程高空滑翔UUV的突防段进行仿真,结果表明,采用最优控制的远程高空滑翔UUV控制系统振荡次数明显减少,抗扰动能力强,为以后该理论在高空滑翔UUV上的实际应用,提供了理论依据和参考。     

高空滑翔UUV气动参数估算与气动特性分析

研究水下航行器,针对无人水下航行器无法同时大幅度提高航速和航程的现状,为优化无人水下航行器气动特性,增强系统的稳定性,提出了高空滑翔无人水下航行器(UUV)总体气动布局进行设计.对气动特性进行分析,根据飞机和导弹气动参数的估算方法,通过类比的方式,对升力系数、阻力系数、俯仰力矩系数、航向静导数、动导数和操纵导数等主要气...     

空投UUV入水运动仿真

研究空投无人水下航行器(UUV)的入水运动过程仿真问题.针对空投UUV在入水过程中,通常都伴随有空泡,空泡与UUV的相互作用现象较为复杂的特性,根据动量定理和动量矩定理建立了UUV入水过程的运动数学模型,基于Mackey模型建立了UUV入水过程流体动力计算的数学模型,采用计算机仿真的方式对UUV入水过程进行了研究.结果表明,空投UUV入水过程的运动轨迹近视为斜向下的直线,速度越大空泡持续时间越长,可以解决空投UUV的高效入水.     

基于Simulink的高空空投AUV全弹道仿真系统研究

高空空投AUV（Autonomous Underwater Vehicle,自主水下航行器）是一种基于“高空反潜武器概念”而设计的基高空滑翔与水下自主航行于一体的新型水下航行器,对其全弹道的仿真是其概念设计阶段的重要内容和理论基础。根据高空空投AUV弹道各稳态阶段的运动与环境特点,分别搭建了滑翔、减速与水下阶段六/九自由度仿真模型。仿真了空投AUV在翼面组件升力作用下的自由滑翔弹道和在圆形降落组件作用下的减速弹道。设计了AUV水下偏航与深度控制器,并进行了水下闭环控制仿真,验证了AUV深度与偏航控制下沿指定轨迹航行。仿真结果表明,仿真系统能准确快速地仿真出AUV各运动阶段的弹道、位姿、速度与加速度信息,适用于全弹道组件设计、特性分析与控制器设计与验证。     

仿生扑翼UUV流体动力数值计算

仿生扑翼推进方式具有机动灵活、推进噪声低、稳定性好等特点,但由于外形的复杂性,仿生扑翼UUV的流体动力具有很强的非线性,给流体动力特性的研究带来难度。为了研究仿生扑翼的非线性流体动力特性,基于雷诺平均Navier-Stokes方程,采用RNG k-ε模型,建立了仿生扑翼UUV的流体动力计算数学模型,并利用ICEM CFD划分了网格,基于标准CFD软件Fluent对UUV的流体动力特性进行了仿真计算。结果表明,仿生扑翼UUV的流体动力在小攻角下呈线性变化,大攻角下出现非线性特征。     

基于MAS的多UUV编队智能优化控制

针对无人水下航行器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)编队航行的实际背景和限制条件,提出了一种基于多智能体系统(MAS)技术的多UUV编队智能控制方法。利用多Agent之间的交互作用,以灵活便捷的方式进行各UUV之间的协同优化,从而实现多个UUV的自主编队航行。考虑到控制器在编队保持中的重要性,对面向UUV编队航行的控制率和实现算法进行了重点研究,设计了UUV编队控制器,并通过仿真实验验证了该算法的鲁棒性和稳定性,最后对多UUV编队智能控制方法进行了仿真验证和分析。     

高空长航时无人机技术发展新思路

根据未来航空发展的战略需要,面向新一代高空长航时无人机的系统设计,十分有必要开展探索性、创新性和面向高空长航时无人机的关键技术研究.提出了高空长航时无人机技术发展的新思路和其瓶颈问题的解决方案.重点从高空长航时无人机多目标组合优化、气动-隐身一体化、能源动力、软件使能自主控制、自主导航、测控和信息传输、空天地多机分布协同等方面给出了可行技术方案和重点研究方向.这些技术的实现可增强高空长航时无人机系统方面的可持续发展能力,支撑和引领相关领域的技术发展.     

制导航空炸弹的大系统仿真研究

通过建立制导航空炸弹的全系统模型,对弹的总体性能（包括飞行轨迹、可攻击区及对随机干扰的敏感性）进行飞行数值仿真研究。该系统模型包括：考虑各种随机干扰（如风场和气动特性系数误差等）条件下的六自由度数学模型、控制系统等模型。最后得出结论：制导航空炸弹的滑翔距离和可攻击区的范围随升阻比的增大而呈非线性增大,其滑翔距离沿随机风场方向的变化而明显变大或减少,其可攻击区形状沿随机风场的方向而扩展或收缩或飘移等。     

基于遗传算法的UUV线型多目标优化设计

基于遗传算法的多目标空间区域内的探索性全局优化技术,将阻力系数、丰满度与最大减压系数发生位置作为综合判定指标,在解决UUV线型优化的过程中,引入集成优化框架,对UUV外形进行多目标优化设计;建立了UUV外形优化的一体化模型,针对UUV外形优化设计的要求,对外形设计进行参数化,提出设计变量的选取原则,并针对具体算例进行仿真优化设计,优化计算结果表明:该优化设计方法有效地改善了UUV的阻力性能和压力分布,阻力减小大约4％,在工程应用中是可行的,为目前UUV外形优化设计提供了一个完整的方法.     

基于GPRS的水下滑翔机器人监控系统设计

水下滑翔机器人具有续航能力强、作业时间长等特点，适合于大范围海洋环境监测应用，可用于构建近海海洋环境立体监测网络。利用近海较好的GPRS网络覆盖条件，设计了基于GPRS网络的近海水下滑翔机器人监控系统。该监控系统不仅实现了在现场监控中心对水下滑翔机器人的监控，还可以通过Internet网络对水下滑翔机器人进行远程监控。文章详细介绍了监控系统的总体架构、GPRS终端硬件设计和系统软件设计。