基于多AUV 系统的单AUV 推进器故障检测

基于多水下机器人系统（MAUVS）进行单水下机器人（AUV）推进器故障检测,提出AUV 声纳模拟 方法,分析了故障前后各传感器的信号特征,提出在时间序列和空间序列上进行故障概率融合的方法．提出了基于 速度和角度残差的故障基本概率分配函数．鉴于AUV 概率检测的不确定性影响,改进了时间和证据融合节拍的方 法．水下机器人水池实验结果验证了所提出的信息融合故障检测方法在增强故障证据的可信度及检测实时性、提高 检测效率方面的有效性,为多水下机器人系统推进器的故障检测提供了一种可选方案．     

水下机器人的动态Petri递归神经网络控制方法

针对传统的水下机器人模糊神经网络控制器存在计算量大、抗环境扰动滞后等缺点,设计递归模糊神经网络控制器,通过在线的动态反馈增强水下机器人对环境变化的反应能力.并在网络的第三层即Petri层设计阈值,根据控制器误差的在线控制网络的学习和训练量,从而减少了模糊神经网络的计算量,提高反应速度.基于反向梯度传播原理,由能量函数设计了该网络的学习算法,并根据离散型李亚普诺夫函数确定了学习率参数,从而保证整个网络的收敛性.实验结果表明,该控制器能够提高递归神经网络的计算效率,减少控制误差,对外界干扰具有较强的鲁棒性,在水下机器人的控制方面取得了更好的效果.     

基于改进贝叶斯估计的水下地形匹配辅助导航方法

以多波束测深数据为依据,提出了一种基于贝叶斯估计的智能水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)水下地形匹配辅助导航方法,针对在地形特征不明显区域该方法伪点增多的不足,引入了费希尔判据准则,提出了一种以最大有向特征参数作为二次判别依据的贝叶斯-费希尔估计方法,该方法有效地减少了伪点的个数,增强了地形平坦区域的识别率,对初始定位误差具有良好的鲁棒性。基于电子海图数据和多波束海上实验数据的仿真定位结果,表明了该方法的有效性和可行性。     

基于重构容错的智能水下机器人定深运动控制

为保证智能水下机器人（AUV）在部分运动执行器出现故障的情况下,仍可在一定深度下顺利完成相应任务,提出一种定深容错运动控制策略。该控制策略针对某型智能水下机器人垂向推进器的故障,从实用角度出发,基于重构容错控制思想,同时结合自抗扰控制（ADRC）方法进行具体的控制器设计和实现。该控制策略中包括两种定深控制器设计,分别为垂推正常工况下和垂推故障情况下的定深控制,试图依靠相关故障信息,通过重构替换实现容错控制。在仿真实验中,该控制策略于不同环境干扰下进行了相应测试,并与结合PID方法的定深控制器进行了比较。结果表明,基于重构容错控制思想,并结合自抗扰控制方法的定深容错控制策略不仅有效,同时具有更好的抑制干扰作用,从而可以为机器人提供更优的控制效果。     

单电源交流双钨极氩弧焊接铝合金工艺机理分析

以6061铝合金为研究对象,进行单电源交流双钨极氩弧焊接工艺试验.采用金相显微镜、CCD摄像头、电流检测系统对焊接接头的组织、电弧形态以及电流变化过程进行观察与检测分析.结果表明,大电流下双钨极可获得均匀美观的铝合金焊缝成形,但钨极串行优于钨极并行.电弧电流检测显示焊接过程中流经两个TIG焊枪的电流大小呈现非均匀分配形式,单电源单钨极电流密度沿着焊接方向呈现单峰分布而双钨极非单峰分布.在电弧作用区域双钨极耦合电弧的电流密度值要小于单钨极.另外双钨极能扩展耦合电弧的弧根,增加熔池受热面积,在保证焊缝成形的同时提高焊接效率.     

智能水下机器人BP神经网络S面控制

针对智能水下机器人传统S面控制器参数设置过程依赖经验且设置不当将严重影响运动控制效果的问题,设计了BP神经网络S面控制器,由神经网络正向传播输出S面控制器参数,并在反向传播中实现参数的在线整定。采用某微小型智能水下机器人模型仿真实验的结果表明,该控制器能够自主完成控制参数初始化与调整,具有收敛速度快、超调与稳态误差小、干扰条件下能够迅速恢复稳定等优点,可以为实际工程中运动控制器设计提供参考。     

无缆自治水下机器人运动控制技术研究

针对无缆自治水下机器人满足不同任务要求下的运动控制进行了研究。引入极大似然参数估计算法获取水下机器人水动力系数,并在此基础上搭建起6自由度运动仿真系统。通过改进传统水下机器人体系结构中的推力器布置方式、推力分配策略、运动控制方法和船位推算算法,使得无缆自治水下机器人的运动控制系统在保持原有精确定位功能的同时也能完成远距离高速航行等任务,从而解决了高速航行给无缆自治水下机器人带来的一系列问题。海上进行的速度控制、位置控制和长航程导航试验,验证了无缆自治水下机器人在所提出的运动控制系统控制下可以满足任务需求,具有一定的工程应用价值。     

高强钢旁路热丝等离子弧打底焊接头组织和性能

采用旁路热丝等离子弧焊接工艺进行高强钢Y形坡口的打底焊,该工艺有效结合了等离子弧穿透能力强、电弧热丝熔敷效率高、旁路分流热输入可控的技术优势,对中厚高强钢板实现单面焊接双面成形. 结果表明,正面焊缝成形美观,无焊接缺陷;背面焊缝轻微突出,厚板完全焊透;经过反复的受热冷却,打底焊焊缝的微观组织得到细化.力学性能分析得出,热影响区硬度最低,焊缝区略高于母材区;打底焊焊缝的硬度高于填充焊和盖面焊;拉伸断裂发生在母材区,断口扫描出现韧窝,为韧性断裂.     

旁路分流电弧钎焊钛/钢异种金属接头特性分析

以旁路分流电弧焊方法为技术手段,以S211铜合金为填充钎料,进行钛/钢异种金属电弧钎焊工艺试验. 利用光学显微镜、扫描电镜、万能拉伸试验机等,对钎焊接头的宏观及微观组织、元素分布、抗拉强度进行分析,并利用显微硬度仪分析钎焊接头硬度的变化趋势. 结果表明,采用该方法可获得成形良好的钛/钢异种金属钎焊接头,未见明显的焊接缺陷;硬度测试发现钛/铜界面处的硬度明显升高,这与钛/铜区域易形成Ti-Cu金属间化合物有关;钎焊接头的断裂发生在铜/钛侧,断裂方式属于韧-脆混合断裂,抗拉强度为291.55 MPa,约为铜钎料强度的88%.