基于多波束前视声纳的AUV实时避障方法研究

在未知海洋环境下的远程航海过程中，基于前视声纳的避障能力是AUV（自治式水下机器人）的一个基本要求．提出了一种基于多波束前视声纳的实时避障专家系统．介绍了声纳特性以及障碍物描述方法,给出了避障专家系统的结构，说明了避障专家系统的决策过程．结合当前任务执行信息设计了专家系统知识库，针对声纳图像设计并实现了一种可以给出避障和重规划指令的推理机．最后，通过湖试对AUV避障专家系统进行了验证．     

基于CVI+FPGA的声纳目标回波模拟器研制

在对声纳目标回波模拟器的数学模型、目标回波模型和混响模型研究的基础上，研制了一种基于CVI+FPGA的声纳目标回波模拟器，该模拟器能够产生主/被动声纳测试、定检所需的主/被动声纳回波信号。目标回波信号包括主动声纳、目标发射噪声、海杂波等信号，并以声信号的形式输出。通过性能测试及与实际声纳系统联试，证明该模拟器达到了设计功能和性能指标要求，介绍了声纳目标回波模拟器的数学模型、系统硬件和软件的实现方法。     

基于声纳环传感器的机器人避障研究

任何一种移动机器人要实现未知环境自主导航都必须有效而可靠地感知环境信息,而超声波传感器在检测障碍物距离信息方面应用十分广泛。介绍了旅行家II号声纳环传感系统的设计与实现原理,并对声纳的精度进行了测试。在此基础上,提出了移动机器人一种简单避障策略,并运用2种基本避障实验:静态避障和动态避障,验证了该避障策略的正确性和有效性。     

半自主足球机器人基本动作的设计与实现

足球机器人系统是国际上标准的多智能体动作行为的研究平台，基本行为动作是智能体行为的基础；文章在分析FIRA半自主机器人足球系统（MiroSot）的基础上，设计了包含开环类、简单控制类和到定点转向给定角度类三大类、共五种基本动作，介绍了控制算法实现并通过实验得到了它们的运动性能；利用这些动作在时间和空间的组合协调，可以实现复杂的动作行为，并在历次国内比赛中证实了其有效性。     

网络化伺服系统控制方法研究

针对网络化伺服电机系统,设计了自抗扰控制和滑模变结构控制算法,在无干扰和加入网络延时两种情况下用MATLAB对控制算法进行仿真。仿真结果表明,与PID控制算法相比,自抗扰控制和滑模变结构控制算法能较好地解决网络延时对伺服系统影响的问题,使伺服系统有较好的跟踪性和鲁棒性。     

主动声纳试验系统实时信号处理机设计与实现

对主动声纳试验系统实时信号处理机硬件和软件的设计与实现进行了讨论,提出了一种简单、灵活的解决方案。重点对DSP系统与主机之间的交互、主机控制与显示、数据记录等功能的实现进行了说明。所提出的方案是在多个试验系统的基础上演进而来,总结了多次湖、海试的经验,对于主动声纳试验系统具有较普遍的适用性。     

无线传感器网络密度控制研究

无线传感器网络节点能量受限，部署环境恶劣、复杂。在监测区域内部署大量节点，通过节点之间的状态轮换与合作策略延长网络寿命是非常重要的方法。本文论述了设计密度控制算法状态转移条件需要解决的两个基本问题：区域覆盖问题和节点连通性优化问题，并分别以ILP的形式给出了一个集中式算法解决方案。通过节点的覆盖效用范围与连通性效用范围的几何分析，提出了传感器网络密度控制算法中解决两个基本问题的一致性策略。     

基于模糊自适应PID控制的猎雷声纳基阵姿态稳定系统

本文根据声纳基阵姿态稳定系统的性能指标和动态要求,分析和设计了声纳基阵的控制回路,并用带前馈的模糊自适应PID算法实现声纳基阵姿态稳定系统的控制。对设计的系统用MATLAB语言进行了仿真,仿真结果说明系统具有良好的控制性能,较好的满足了被控对象对各项性能指标的要求。     

视觉跟踪模糊自调节PI控制算法

视觉跟踪系统是一个非线性时变系统，传统控制方法往往难以胜任。因此，本文提出一种新的视觉跟踪控制算法——模糊自调节PI控制算法，以跟踪三维平动刚体目标。与传统基于图像的视觉伺服控制算法相比，该控制算法有两个优点：①以二值目标图像的矩特征为图像特征，因而无需图像特征匹配；②模糊调节器根据闲环系统响应的不同阶段，在线调节PI参数，从而改善了闭环系统的整体性能。仿真结果表明，本文提出的模糊自调节PI控制算法不仅简单快速，且具有较高控制精度。     

声纳湿端数据远传DWDM光电交换模块设计

声纳的应用极其广泛,海洋渔业以及军事应用使得声纳技术得到了大力发展;声纳湿端数据传输的可靠性、实时性是声纳系统性能得到保障的前提;设计一用于声纳湿端数据远传的DWDM光电交换模块;在该模块中,使用以太网交换芯片和两个DWDM光模块对数据进行多路转发并实现光通路的冗余备份,提升了系统可靠性的同时使网络拓扑更为灵活;由于DWDM光模块可将电信号转换为波长可选定的光信号,故通过若干该模块协同使用,可实现多路光信号复用即同时传输多条声纳水下阵缆的数据;经实际开发与测试,该模块以太网业务性能指标符合设计需求,且该模块已在某声纳工程项目中得到了应用,并可为其他领域数据远传工程应用提供设计参考。