基于横滚稳定性的X舵航行器故障检测方法

文中首先介绍了X舵与普通十字舵操纵规律之间的转换关系,在此基础上分析了X舵水下航行器在舵面分为两组时的横滚稳定性.重点提出了一种基于横滚稳定性的检测方法,用以对舵面故障进行检测.进一步建立了仿真模型,对算法进行了仿真验证.     

基于Stateflow的水下航行器容错控制设计

介绍了水下航行器的深度控制方式,并针对姿态传感器的故障提出了一种基于Stateflow的水下航行器深度容错控制方法.     

水下消涡器

本发明介绍一种经过改进的新型装置－水下消涡器及其使用机理。该装置能使流体涡从鳍板和舵板的刚性后缘向下游发散，以消除或充分减少由于水下航行体振动引起的涡群及其通过水下航行体涡群向上游传送的能量。     

基于移动长基线的水下航行器定位和跟踪技术研究

针对对水下大范围工作的水下航行器的定位和跟踪,根据水声测距原理,提出了一种基于移动长基线的水下航行器定位与跟踪方法。该方法克服了常规长基线定位系统存在校准测量工作量大、工作时间短、仅能实现单水下航行器固定区域定位等缺点。该方法主要是利用安装有同步时钟、GPS和应答器的无人水面船来实现,在时间同步的基础上,由水下航行器发射水声信号,水面船接收到信号后通过声信号传播时延来计算水面船和水下航行器的距离,并结合多个无人水面船利用GPS获得的位置来解算岀水下航行器的绝对位置,从而实现多水下航行器大范围的定位与跟踪。在研究过程中,基于球面交会模型,利用最小二乘方法建立了基于移动长基线的水下航行器定位与跟踪算法。仿真结果表明,该方法可以较好地实现水下航行器的定位与跟踪。     

基于滑模观测器的AUV传感器故障检测

针对AUV(自主水下航行器)模型的非线性特点,利用滑模观测器对其进行状态估计,并将观测器输出和传感器输出之差作为残差.为了降低误检的概率,设定了两个残差阈值,当残差大于较大的阈值时,立即判定有故障发生,当残差在这两个阈值之间时,系统发生报警,并将前一段时间的一组观测数据和传感器输出数据进行统计分析,判定是否有故障发生.这样既不会漏检大幅度故障,又能够及时检测出缓变故障,达到实时故障检测的目的.仿真结果说明了这种方法的有效性.     

基于Matlab/Simulink的水下航行器建模与仿真

为便于对水下航行器的运动弹道和运动控制进行计算机仿真,建立一种基于Matlab/Simulink的水下航行器模型。利用矢量化建模方法,给出水下航行器6自由度空间运动数学模型,详细论述Simulink建模过程和S函数的实现方法,并应用所建立的Simulink模型,对水下航行器的开环运动、操纵性以及闭环运动控制相关问题进行仿真。仿真结果表明,该系统符合水下航行器的实际运动规律。     

基于两级神经网络传感器故障诊断与容错控制技术

人工神经网络因其高度的自适应性、很强的自学习能力及容错性等特点,被越来越多地应用于处理传感器的故障诊断和隔离问题中.本文给出了由主神经网络、子神经网络构成两级神经网络的基本结构,主神经网络检测有无传感器故障,各子神经网络负责故障的定位和故障传感器信号的恢复.并从解析冗余技术出发,在分析水下航行器控制系统基本传感器及其解析关系的基础上,对两级神经网络方法在水下航行器控制系统主动容错进行了仿真试验研究.结果表明,该方法可有效实现传感器的故障检测与主动容错控制.     

BP神经网络在水下航行器深度控制中的应用

文中将BP神经网络应用于水下航行器的深度控制系统中,为水下航行器的航行提供参考深度,从而使深度控制系统控制航行器在水下一定的深度上稳定航行,并能根据指令自动变换航行深度.仿真结果表明了该方法的有效性.     

水下自主航行器半实物仿真系统设计与实现

为了加快某新型水下自主航行器的研制,针对其特点完成了水下航行器半实物仿真系统的设计与实现。概括了半实物仿真系统研制过程,介绍了系统的工作原理和总体设计方案,提出了硬件和软件设计方法,完成了水下航行器半实物仿真系统的工程实现。结果表明半实物仿真系统具有实时性强、仿真精度高、结构紧凑、功能完备的特点。半实物仿真系统对优化水下航行器系统设计、改进制导性能、提升作战效能有着重要的实用价值。     

AUV舵面故障的直接自修复控制

为了提高水下航行器（AUV）控制系统的可靠性,提出了基于模型跟随法的直接自修复控制方案,通过寻找故障发生后立即产生作用且与故障的具体信息无关的直接自修复控制规律,使故障AUV迅速恢复正常工作状态。该方案无需故障辨识就可以实现多个舵面故障的完全自修复,在AUV无故障时对其性能没有任何损失,并对扰动有良好的纠偏能力。上述特点和结论均得到了数学上的严格论证和仿真结果的有效支持。