三维被动摆动水翼对波浪滑翔机推进动力的性能研究

针对水翼在波浪滑翔机运动中对本体产生的推进动力的预报问题,利用CFD分析软件Star-CCM+中的平面运动机构(PMM)模块,对水翼翼板在波浪滑翔机主体随浪升沉过程中产生的升沉和绕自身旋转轴被动摆动的耦合运动过程进行三维模拟。通过对运动过程中水翼产生的推进动力进行分析,探究水翼的波浪参数(波高、周期)和结构参数(展弦比)等对水翼推进性能的影响。研究发现,在相同波高下,水翼摆动角速度与波浪周期成反比;水翼的前向平均推力系数与周期的平方成反比、与波高值近似成二次项比例关系;展弦比增加可以增大翼板的平均推力系数,但增加幅度不大。     

海洋机器人环境能源收集利用技术现状

能源供给是限制海洋机器人作业能力的重要因素之一,从海洋环境中获取能源并利用有助于增加海洋机器人的能源供给,提高续航能力和负载能力,实现长期、连续作业．本文对各种形式的海洋环境能源及其特点进行了介绍,根据能源形式的分类分别介绍了海洋机器人环境能源收集利用技术的现状,最后对海洋机器人环境能源收集利用技术的特点进行了总结,并讨论了未来发展中的关键技术．     

水下滑翔机海洋环境深平均流估计方法

提出了水下滑翔机海洋环境深平均流估计方法．首先,基于水下滑翔机稳态运动模型,研究海水密度差异和耐压舱体压缩变形对水下滑翔机运动速度的影响,建立水下滑翔机运动速度快速计算模型,并证明了该模型的正确性及有效性．然后,利用得到的水下滑翔机运动速度和船位推算方法结合,给出了海洋环境深平均流估算方法．利用该深平均流估算方法对3台水下滑翔机海上试验过程中的深平均流进行估算,并分析了估算结果的有效性．实验结果证明利用本文得到的深平均流可以提高水下滑翔机船位推算中的定位精度．     

红外扫描仪中基于场景的非均匀性校正

红外扫描仪中,存在像元响应非均匀性的问题。分析了基于场景的非均匀性校正算法,和基于神经元网络的红外焦平面非均匀性校正算法,提出了在场景缓变时的校正算法;并结合两者,提出了适合场景缓变时的基于神经元网络的红外焦平面非均匀校正的新算法。仿真证明,新算法具有优异的性能。     

基于代理模型的水下滑翔机机翼设计优化方法

在复杂工程系统的概念设计优化中,高精度数值分析方法得到广泛应用,将高精度数值分析与优化方法有机结合,对设计空间展开全面搜索与寻优,已经成为现代设计优化方法的重要发展方向。以水下滑翔机的概念设计为研究对象,引入代理模型,控制高精度分析试验的数量,有效地化解精度与效率之间的矛盾。将参数化几何建模、网格划分以及流体数值模拟分析集成为自动分析流程,并以此为基础采用试验设计理论,构建代理模型,解决水下滑翔机机翼的多目标设计优化问题。给出基于代理模型的设计优化过程,并系统地比较几种试验设计方法的适应性,重点讨论多项式响应面和径向基函数代理模型,所得代理模型相对误差小于2%。采用梯度寻优方法与遗传算法在给定设计空间内进行全面搜索,获得机翼的最佳平 面构形,水下滑翔机的升阻比提高6.76%,俯仰力矩的绝对值由0.276 0 N•m降低为0.001 5 N•m,提高水下滑翔机的运动性能。     

浅述织造工艺设计与产品质量的关系

阐述了织造工艺参数的选择及绸边的设计对产品质量的影响，并举实例加以分析。     

波浪驱动无人水面机器人运动效率分析

以波浪驱动无人水面机器人(WUSV)的运动效率为研究对象,首先分析了该机器人的驱动原理,并推导了驱动力的计算公式.然后,结合波浪理论从能量转化角度建立了运动效率分析模型.最后通过波浪驱动无人水面机器人实验平台,分析和计算了波高、波浪周期和翼板旋角对运动效率的影响,这为WUSV的动力学建模和效率优化分析提供理论基础和设计依据.     

足板驱动两栖机器人陆地运动研究

对足板驱动两栖机器人陆地运动进行研究,在分析足板驱动两栖机器人的运动学和动力学基础上,采用虚拟样机技术建立了考虑足板与地面接触的仿真模型。通过仿真研究了机器人做匀速运动时地面对足板的冲击以及电机驱动力矩的变化情况,从而指导电机选型和机械结构设计,同时为分析机器人系统的动态特性提供了依据。     

能耗最优的水下滑翔机采样路径规划

研究了以能耗为优化准则的水下滑翔机海洋环境参数采样路径规划方法.首先,根据水下滑翔机的运动特点,建立了水下滑翔机采样作业过程的能耗模型;其次,基于能耗模型提出了一种能耗最小的滑翔运动参数优化方法,该方法避免了求解复杂的混合整数非线性规划问题;之后,在能耗最优的滑翔运动参数优化基础上,提出了一种基于两步链式Lin-Ker...     

两栖机器人轮桨腿驱动机构多目标优化设计

提出了一种既能够在陆地上爬行,又能够在一定深度的水下浮游和在海底爬行的新概念轮桨腿一体化两栖机器人;多运动模式和复合移动机构是该机器人的突出特点．分析了轮桨腿复合式驱动机构的运动机理,并采用多目标优化设计理论和算法,对驱动机构的爬行性能和浮游特性进行了综合优化,得到了两栖机器人驱动机构的结构优化参数．虚拟样机的仿真结果证明了该轮桨腿一体化两栖机器人驱动机构的综合运动性能良好,对非结构环境具有一定的适应能力．