水下航行器高速机动非线性特性研究

在强机动条件下,水下航行器运动模型的解算可能会出现分岔、突变和多解等现象,对应于水下航行器的运动会出现失稳现象。针对这一问题,采用系统稳定性、稳定性判别及分岔等理论,以及解算高维非线性系统的延拓算法,研究了各项参数对水下航行器高速运动稳定性等非线性特性的影响,求出了产生分岔等危险情况的数值解。研究结果对水下航行器的实际操作控制可提供有益指导。     

水下自主航行器的横滚抑制控制系统设计

水下自主航行器受到扰动影响容易产生横滚,为了提高水下航行器的稳定性,提出一种基于横滚抑制的水下自主航行器控制系统设计方法。系统设计主要包括了控制算法设计和系统的硬件模块化设计,采用鲁棒性PID控制算法进行控制律设计,构建静态神经元控制时滞闭环系统,采用严格反馈抑制方法进行横滚抑制,在程序加载电路中进行控制算法加载。硬件设计主要包括航行姿态的A/D采样电路、控制信息处理器、伺服机构和控制输出电路等。最后进行系统调试和仿真分析,结果表明,采用该控制系统能有效抑制水下自主航行器的横滚,进行姿态修正,提高航行稳定性。     

基于改进A*算法的水下航行器自主搜索航迹规划

以水下航行器在水下路径规划为研究重点,提出了基于改进型A*算法的水下无人航行器自主搜索航迹规划算法。一般航迹规划可由多种算法完成,而在这些算法中以A*的计算流程最为简单、算法易于实现,并在理论上可保证全局最优解的收敛性;且程序较为简短,可在一些低功耗、低主频的系统中应用。由于传统的A*算法不具备最小转弯半径等约束条件,因此,针对水下航行器高低速问题,对传统的A*算法进行改进,使得A*算法可实现高速与低速相结合的应用。     

无人水下航行器的发展与展望

以无人水下航行器的发展趋势与功用为主题,介绍了无人水下航行器的特点和使命,阐述了无人水下航行器的发展历程和研究现状,重点介绍了美国在无人水下航行器方面的发展过程和发展方向。最后展望了其未来发展重点及在军事方面的广泛应用。     

基于主从式水下自主航行器移动组网的合作目标定位方法

利用水下自主航行器(AUVs)协同编队可以在未知水域中实现对目标的定位。针对AUV导航误差导致定位精度降低问题,该文提出一种基于扩展卡尔曼滤波器(EKF)的多AUV编队融合观测协同目标定位算法。AUV编队由一个装备有高精度惯性导航系统(INS)的领航AUV以及多个装配有低精度INS的跟随AUV组成。从跟随AUV中选取参考AUV和待测AUV,通过设置定位周期和观测间隔来分别对其进行不同的观测。参考AUV作为中转,接收来自高精度AUV位置参数后,向待测AUV传递自身位置参数,利用扩展卡尔曼滤波器完成对AUV集群的协同位置修正。仿真结果表明,该方法AUV集群自身定位精度高且误差随时间积累小,对领航AUV数量需求少,能够实现水下目标低功耗、远距离定位。     

水下自主航行器(AUV)建模仿真研究

本文对鱼雷形状的水下自主航行器的六自由度非线性动态模型的研制作了较为详细的介绍。该动态模型充分考虑了各方面的因素,其中包括静水力学,超重,流体力学,操舵、推进力和力矩等。此外模型还考虑了航行器动力学和环境的影响。     

基于MFA的水下航行器控制方法研究

水下航行器是一种典型的非线性和欠驱动系统,在工作环境中会受到风浪流等外界干扰,难以建立精确的数学模型.水下航行器系统的复杂性与不确定性给运动控制器的设计带来了挑战,因此,针对水下航行器运动控制所应用的方法进行分析,引入无模型自适应(Model Free Adaptive,MFA)控制方法,并完成仿真验证.仿真结果表明,...     

基于总线的分布式水下航行器控制器设计

提出了一种基于CAN总线的分布式水下航行器控制器的设计方法,主要描述了其硬件总体设计方案和实现办法。控制器作为分布式控制系统的一个节点,与其他节点之间以CAN总线连接并形成网络,相互传输数据和控制命令,每个节点都有主控计算机,以实现计算任务的分散化。控制器以基于ARM架构的MCU为控制计算机,搭载隔离模块、CAN控制器和收发器、数据存储模块、I/O接口模块、RS232模块等电路。该控制器的特点是体积和功耗小,通讯功能强,可实现智能控制、数据采集处理,故障发现等控制功能。     

自主式水下航行器试验平台的设计

为水下探测提供试验平台,设计了一台自主式水下航行器(AUV)。该航行器可被应用于海洋资源调查、港口安防、水产养殖、地貌观测等诸多方面。它可利用自身搭载的声呐、AHRS等传感器,实现水下自主航行、避障;并通过导航算法,实时地规划最优路径,完成水下地貌观测、资源探测。同时它也具备在水下未知环境,构建地图能力。     

排放口结构对水下航行器热射流红外特征的影响

水下航行器动力系统循环冷却水经由排放口排出,与环境水体掺混换热形成热射流。热射流在环境水体中扩散、浮升并在水体表面形成红外特征。为探究排放口结构对水下航行器热射流红外特征的影响,文中采用仿真分析结合实验验证的方法进行研究。依托CFD计算软件平台建立水下航行器运动模型,设计不同半径比椭圆形排放口结构并对比热射流红外特征差异。通过缩比水池实验验证椭圆形排放口半径比对热射流红外特征的影响,同时验证仿真计算方法及设计参数的有效性。在椭圆形排放口的基础上,进一步设计排放口数量及分布位置,抑制热射流红外特征,提升水下航行器热隐身性能。根据仿真计算及实验结果可知,在排放流量相同的条件下,半径比越小的椭圆形排放口热射流掺混换热效果越好,红外特征越不明显。同时,增加排放口数量以及排放口分布位置采用两翼排列方式可以进一步加强热射流温度衰减,降低水面最高峰值温度。     

脉冲超宽带在AWGN中的误码率性能分析

针对跳时超宽带(TH-UWB)和直接序列超宽带(DS-UWB)在加性高斯白噪声干扰下(AWGN)的误码率性能进行了分析,并对超宽带信号脉冲位置调制(PPM)和脉冲幅度调制(PAM)的误码率做了比较。通过理论分析和软件仿真,结果说明在加性高斯白噪声干扰下,对于TH-UWB调制和DS-UWB调制,PAM的误码率性能都优于PPM,并在此基础上给出了几种方法来提高超宽带脉冲信号抗加性高斯白噪声的能力。     

半导体激光器实现波长变换的误码率特性分析

在半导体激光器实现波长转换的理论模型中引入互耦合系数, 根据改进后的波长转换模型, 得出了波长转换的误码率特性与理论模型中的互耦合系数的关系, 并进行了数值模拟和实验验证。数值模拟结果表明, 互耦合系数的大小取决于信号光和探测光功率及其波长间隔, 互耦合系数越大, 波长变换的误码率越小。理论与实验结果表明, 只有在大的信号光功率、小的探测光功率和较小波长间隔情况下, 即当互耦合系数取值较大时, 波长转换的误码率才能达到最小, 信号光功率的减小及探测光功率的偏大均会增大系统的误码率。     

基于System View的比特误码率测试的仿真

比特误码率(R BE)是衡量一个通信系统优劣的重要指标之一。对如何利用System View仿真软件测试和生成一个通信系统的RBE测试曲线的实例进行了研究，并对此次仿真过程中的关键问题加以论述。     

水声通信系统基于分布式的导频放置

针对基于正交频分复用水声通信系统的频率选择性信道,传统的导频放置方式不能获取较好的信道估计性能,本文提出了一种分布式导频放置方式,该方法通过设定相邻导频符号的间距大于信道相关带宽,从而来减小信道的频率响应波谷对信道估计性能的影响。仿真结果表明：本文提出的分布式导频放置方式较传统的等间距和集中式导频放置方式具有更优的性能。     

基于加权的错误估计码的误比特信息的应用研究

Error Estimating Code (EEC) is a new channel coding method to estimate the Bit Error Rate (BER) information of the transmitted sequence. However, the estimated BER is not precise enough if the practical value of BER is high. A weighted EEC estimation method is proposed to improve the accuracy performance of BER estimation by classifying the raw estimation results into intervals and multiplying them by different coefficients separately. The applications of weighted EEC in modulation selection scheme and distributed video coding are discussed. Simulation results show that the EEC-based modulation selection method can achieve better performance at a cost of little redundancy and computation, and the EEC-based rate estimation method in distributed video coding can save the decoding time.     

基于MATLAB扩频通信系统误码率的研究

扩展频谱通信技术是现代通信技术的热点之一,是一种非常重要的抗干扰通信技术,因为其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽,从而能达到抗干扰的目的。扩频通信系统与其他通信系统相比,有着特殊的优点,就是能在负信噪比的情况下完成通信。这里分析比较了各种噪声在直接序列扩频通信系统中影响误码率的程度,并通过MATLAB软件对其不同噪声条件下误码率与信噪比之间的关系进行仿真研究。     

无线光通信系统误码性能分析及方法研究

误码率(BER)是衡量无线光通信系统设计优劣的重要指标,如何正确统计误码性能显得尤为重要。利用Matlab软件,研究基于蒙特卡罗仿真实现无线光通信系统误码性能分析的方法。介绍了无线光通信系统以及利用蒙特卡罗仿真进行性能估计的原理;研究了误码性能仿真方法,详细地给出了仿真中的信源产生方法、信道模型、信噪比参数计算方法、误码率统计方法等,并给出了部分核心Matlab程序;给出了基于低密度奇偶校验(LDPC)码、脉冲位置调制(PPM)的无线光通信系统仿真图,详细介绍了各仿真参数的设置,并在不同天气和不同信噪比条件下统计了系统性能。统计结果表明,此性能分析方法准确可行。     

卫星通信传输延时误码率的比较研究

由于卫星通信传输时延大,因此误码造成丢帧后,增加的传输时间严重影响卫星通信。针对卫星通信普遍采用的卫星数字视频传输协议(DVB_S),通过比较分析自动重传(ARQ)、选择性重传(SR_ARQ)和主动性重传(CA_ARQ)3种重传机制的误码率与丢帧率的关系,给出了3种情况的理论延时性能,理论推导和仿真结果都表明CA_ARQ重传机制性能最为稳定,延时最小,更加适合卫星信道应用。     

空间光通信中平台振动对误码率影响的抑制

在自由空间光通信(FSO)中,通信端机所处的平台在各种随机干扰力下发生振动,使正常的通信光路发生偏移,对误码率(BER)产生影响。为了减小振动引起的误码率,提出通过控制接收端光斑形状和大小来抑制误码率,并给出利用像散来获得指定光斑的设计方法和实例。结果表明,在实际通信环境中,通过选取合适的光斑参量可以使振动引起的误码率达到最小,通过调节发射端光学天线参量可以获得指定的光斑参量。对于振动不对称的情况,接收端光斑应该选择为椭圆形。