水下航行器极区内航行控制关键技术

随着极区经济利益和战略意义日益凸显,水下航行器在极区作战使用的需求逐步清晰。基于极区特殊的气候条件和地理环境,指出了水下航行器在高纬度及跨极区航行时,需要重点考虑导航、控制、仿真试验等多个问题。仿真试验结果验证了基于格网导航算法的水下航行器跨极区控制和导航策略及仿真方法的可行性。     

基于粗糙集的水下航行器灰色评估方法

针对水下航行器效能评估中,存在着指标信息不确定和指标间关系不明确的问题,运用粗糙集和灰色系统理论对水下航行器效能评估进行了研究,提出了基于粗糙集的水下航行器效能灰色评估方法,并论述了该方法的具体评估过程。结合实际水下航行器系统进行了应用分析,结果表明：该方法合理、可行,解决了水下航行器效能评估中存在的问题,提高了评估结论的正确性和有效性,为水下航行器系统的论证、设计和改进提供了科学的理论决策依据。     

水下航行器制导系统仿真信息集成方法

提出了基于信息集成原理的一种水下航行器导引控制系统仿真的新方法。文中详细地介绍了仿真系统的结构，以及多任务调度和多帧速配置等一些典型问题的解决方法，研究结果可在并行和分布式计算机系统中仿真。     

自主水下航行器避障的视景仿真实现

为了在虚拟环境下模拟自主水下航行器的避障过程,基于软件平台MuhiGen Creator和Vega,在HP图形工作站上开发了自主水下航行器避障视景仿真平台.提出了一种避碰声纳的仿真方法,利用Vega提供的碰撞矢量函数和自定义的Vol-ume碰撞方式,模拟前视卢纳的功能,并利用Vega的Isectors来仿真避碰声纳发现障碍物的过程.在AUV避障的视景仿真中运用,实现了虚拟环境下自主水下航行器避障.仿真结果表明,视景仿真能够使仿真系统更加逼真和接近于实际情况,并且满足系统仿真的实时性要求.     

水下航行器网络控制系统仿真

传统控制系统的设计方法中忽略了通信网络中的时延和数据包丢失等问题,仅通过传统方法设计的控制器来降低其对控制系统产生的不利影响,严重影响了系统的稳定性;对于水下航行器等对系统性能要求较高的水下控制平台,突破传统使其在网络环境下能够稳定运行显得尤为重要;在此背景下,提出了网络控制系统的设计方案,以水下航行器为控制平台,进行系统建模,设计反馈控制器,使用MATLAB仿真工具TrueTime,研究分析了网络体系结构下时延和丢包对传统控制系统动静态性能的影响;仿真结果表明该设计方法优化了系统性能,为系统在发生网络诱导时延和数据包丢失时能够稳定运行,提供了可靠的参考依据;该设计结果具有普适性,也可以用于导弹、坦克等航行器。     

基于HLA的水下航行器分布交互仿真

该文首次开发出在makRTI和VR－Link环境下基于HLA标准的水下航行器分布交互仿真。建立了相应的SOM／FOM模型，实现了航行器载体、目标、航行器、三维视景各联邦成员之间的信息实时传递，并且对各实体的数据进行了显示。     

水下无人航行器的研究现状与展望

本文首先介绍了水下无人航行器的研究背景、特点、分类与国内外研究现状。随后,阐述了国内在该领取得的标志性成果,包括几款AUV和ROV产品,其中重点介绍了一款大深度AUV和深海作业型ROV的技术特点与技术难点。接着,对该领域未来的发展趋势进行了展望。最后,对全文进行了小结。     

自主水下航行器安全抛载系统设计

自主水下航行器(AUV)在海洋资源勘探与开发中发挥着重要作用,安全性作为其研究的重要内容与关键技术,关乎着水下任务能否顺利完成并安全返回;为进一步加强AUV在水下应对故障及危险的处理能力,依托实体AUV,设计一套安全抛载系统;该系统基于ARM Cortex—M4处理器,搭建抛载电路,使其不仅能够响应程序预先设定的抛载指令,还能根据一些突发或紧急情况,自动触发抛载动作,如:系统掉电、死机或漏水等;最后通过岸上模拟实验与真实水下实验,测得对10 kg抛载块进行抛载测试的准确执行率达100％,且抛载系统功耗为2.8 W;此外,对抛载系统进行了耐压测试,压力测量装置显示,在10 MPa压力范围内,该系统仍能正常可靠工作,其耐压性得到有效验证,符合总体设计要求.     

水下机器人位姿控制中的精确极大似然配准算法研究

本文阐述了水下机器人位姿控制原理和多传感器信息融合的基本概念,着重研究了配准的极大似然算法(EML).该算法通过两步递归最优化方法来实现,并采用改进的高斯-牛顿法来确保算法的快速收敛性.最后利用水下机器人模型BSAV-Ⅰ水池实验的实时数据给出了仿真计算,验证了极大似然配准算法在实际环境中应用有效性.     

基于模型的设计在无人潜器安全系统上的应用

为了保障水下无人潜器的安全,降低潜器工作时损坏或丢失的风险,水下无人潜器上都会配备安全系统。它可以在潜器遭遇险情时,如设备故障、舱室浸水等,准确定位故障,评估危险形势并决策应急措施,帮助水下无人潜器实现自救。故障诊断专家系统是一种基于知识的故障诊断方法,十分适用于知识不完整的复杂系统设计。但由于水下无人潜器的工作环境十分复杂,故障类型十分多样且是实时变化的,传统的故障诊断专家系统因需要花费较长的响应时间,可能无法满足安全系统的响应时间要求。为此,将有限状态机技术应用到诊断专家系统中,以提高诊断专家系统的响应速度,同时使系统变得更加灵活,功能拓展更为方便。此外,应用基于模型的设计方法,在stateflow中建立安全系统的模型,进行模型验证工作,借助PLC Coder工具生成目标控制器的代码完成算法部署工作。     

海量结构化数据查询系统的研究与实现

随着电子商务和信息技术的飞速发展,企业需要存储和处理的数据量正在以惊人的速度增长,而传统的关系型数据库管理系统已无法满足企业对大规模数据的处理需求,因此,基于云计算的海量结构化数据处理日益成为人们关注的热点。针对Hadoop云计算平台在处理结构化数据方面的不足,给出一种以异构的数据库集群作为底层的数据存储系统,以扩展的MapReduce框架作为任务的管理和执行容器的查询系统。为提高查询的效率,给出一种优化的查询和数据分布策略。实验表明,该查询系统的执行效率较Hive有很大的提升。     

滑动控制理论在海洋机器人动态定位系统中的应用

本文论述了一种新的鲁棒性控制方法——滑动控制理论.并将该方法应用于海洋机器人的动态定位系统设计.仿真结果表明该方法是相当成功和有效的,对系统的参数变化有强鲁棒性.     

一个分布式数据采集与处理系统

针对中国环流新一号ＨＬ—１Ｍ受控核聚变装置实验对实时数据获取和处理的要求，开发了一个专用分布式实时数据采集和处理系统。系统有效地利用了网络的快速传送和数据吞吐能力，充分地发挥分布处理功能，使实时响应和数据处理能力大大提高。每次放电采集数据量达２０ＭＢ以上，实时处理并显示结果，数据曲线可在３０秒内完成在过处理将５—７ＭＢ数据存入数据库保存供脱机分析用，并在两次放电间隙完成近４００个通道数据曲线的硬拷贝。     

一种新型试飞数据处理系统的应用研究

在Excel 2007的平台上,应用VBA设计开发了某型号飞机的试飞数据处理系统,实现了海量数据的管理、分析与处理.实践证明,该系统功能完善、界面友好、操作简便,提高了工程技术人员的工作效率,能够满足试飞现场的工作要求.     

基于RBNB和MapReduce的海量结构工程数据处理与分析

目前我国土木工程事故频发,造成了重大的人员伤亡和财产损失。对于长期在役的重要结构,如果能够定期通过结构健康监测对其累积损伤的程度做出正确评估,就可以充分掌握结构的工作状态,确保结构的安全。然而结构健康监测往往需要持续较长的时间,短时间的监测数据就往往达到GB级别,因此数据的规模相当大。采用RBNB对海量结构工程数据进行缓存,同时通过MapReduce模型对这些数据进行并行的处理分析,大大缩短了海量数据的处理时间,提高了数据处理分析的实时性。     

新型话务数据处理软件系统的研发

根据电信部门话务数据处理的特点,指出了以往相关系统所存在的针对性不足、实时性差的缺陷,分析了产生的原因.在此基础上,设计了一套针对中国电信系统不同场合、不同类型、不同交换机输出格式的话务数据的通用性实时数据处理软件系统,提高了实时性和集成度.     

水下机器人推力器容错控制技术的研究

为保证自主式水下机器人在高压、可见度差的未知海洋环境下顺利完成作业任务， 必然要求水下机器人具有容错控制能力．本文主要以哈尔滨工程大学研制的“智水Ⅲ” 型水下机器人为对象，探讨水下机器人推力器容错控制技术．文中先给出在正常情况下水下 机器人的解耦控制器及推力分配，然后给出了在推力器出现故障时的容错控制策略．仿真结 果表明，该控制器及容错控制策略都能达到很好的控制精度．     

高速接触网检测车数据处理软件系统的研制

针对现有接触网检测车缺乏功能全面、性能优良的配套数据处理软件的现状,结合沈阳铁路局的具体需要,采用软件工程、数据库、多媒体、通信等技术,研制了一种适合高速接触网检测的数据处理软件系统。高速接触网参数检测数据经过本软件处理后,一方面能准确地反映高速接触网的运行状态,为接触网的调整和维护提供科学依据;另一方面也能为高速接触网的受流分析与弓网系统的优化设计提供试验数据和参考。该软件已应用于现场并取得良好效果。