水下航行器高压气舱的模糊可靠性优化设计

将有关优化技术、可靠性理论和模糊数学有机地结合起来，提出了基于模糊可靠性的优化设计方法。这种方法不但充分考虑了可靠性指标的要求，而且还考虑了有关设计参量所具有的随机性和模糊性，从而使设计更加符合实际。将提出的优化模型应用到水下航行器高压气舱结构设计中，结果表明：这里采用的模糊可靠性优化设计更符合实际、更合理、更科学。     

太阳能水下自主航行器发电系统设计

首先介绍了太阳能水下航行器光伏系统的一般结构,然后对太阳能电池阵列的设计和太阳能充电器部分做了重点研究.提出了太阳能电池阵列的设计和太阳能充电器的设计,并研究了基于变步长扰动观察法的太阳能最大功率跟踪(MPPT),描述了蓄电池的充电控制策略,给出了具体的软件实现方法.     

无人水下航行器陆地模拟试验系统

为弥补海洋模拟试验数据采集困难、数据量大、环境复杂等不足,设计了无人水下航行器陆地模拟试验系统。这一试验系统由池体、水深模拟模块、障碍物模拟模块和检测系统组成。池体、水深模拟模块和障碍物模拟模块用于模拟试验对象的运行环境,通过可升降假底模拟水深变化,通过池底滑块和滑道模拟障碍物。检测系统包括测量单元、数据采集和处理单元、数据传输单元、控制单元和数据输出单元。这一试验系统通过测定俯仰角、偏航角及横滚角等参数,为无人水下航行器的设计和改进提供技术参考。     

自主水下航行器折叠天线设计

通过对水下机器人的主体外形以及传统水下机器人的外附体进行建模,运用CFD流体软件对其进行仿真分析,发现自主水下航行器外附体中,天线产生阻力最大.天线是自主水下航行器必不可少的通信模块.针对天线带来的大阻力问题,设计出两种折叠天线机构.运用ADAMS软件对比了两种折叠天线机构运动性能参数;运用SolidWorks的应力仿...     

水下航行器壳体外形优化设计

同时把阻力和噪声作为目标函数,建立了低阻低噪回转体形水下航行器外形的多目标优化设计数学模型。水洞试验数据和计算结果表明,优化外形阻力有较大降低,自噪声性能有一定改善。     

水下航行器新型凸轮发动机点火起动仿真

为给水下航行器提供所需的动力,设计出一种新型凸轮发动机。对新型凸轮发动机的点火起动过程进行研究,运用热力学、动力学、空气动力学等理论,分别对燃烧室药柱燃烧过程、发动机配气过程、气缸工作过程和发动机运动过程用微分方程进行描述,建立凸轮发动机点火起动过程的仿真模型,并选用定步长四阶两点龙格—库塔的微分方程数值解法,运用Matlab软件编制仿真程序,对发动机进行点火起动过程的动态仿真,仿真结果表明,该发动机具有良好的起动特性,符合水下航行器的快速起动要求。仿真结果与台架试验结果一致,验证了新型凸轮发动机结构设计的可行性和仿真模型的正确性。所建立的模型可为分析台架点火起动试验中出现的问题、选择燃料进入时间提供理论依据,同时可以为分析水下航行器的起动过程提供参考。     

一种可重构水下航行器结构设计方法

为了适应水下航行器的多种用途,同时降低水下航行器的建造成本,提出了一种基于模块化设计技术进行水下航行器结构设计的方法。通过功能模块划分实现了水下航行器的模块化结构设计,使得水下航行器结构具有可重构性,进而达到通过模块重组以适应多用途的最终目的。     

水下自主航行器微光照相机驱动系统设计

提出了基于水下自主航行器的EMCCD微光照相机驱动系统设计方法。首先,分析了EMCCD输出噪声的组成,根据暗电流噪声和时钟感生噪声的关系,给出了常规功率驱动的器件选型原则和设计方法;讨论了使用图腾柱电路实现电子倍增驱动的功耗问题,并给出了改进方案;使用高频系统时钟实现了驱动相位和脉宽的微调,解决了驱动时序波形幅度重叠率不足的问题;最后,给出了使用CCD201-20搭建的水下相机结构和实验结果。实验结果表明,系统产生的常规驱动信号频率为时钟频率10 MHz,串行转移时钟的幅度重叠率优于50%,并行转移时钟的幅度重叠率优于90%,驱动信号的相位调整精度为18°,脉宽调整精度为5 ns,驱动波形稳定、平整,电子倍增驱动信号高电平可调,功耗相较于优化前降低7.2%。本文所介绍的EMCCD驱动系统设计方法充分兼顾了驱动系统的噪声、体积和功耗问题,可以广泛应用在水下微光成像乃至常规CCD领域。     

水下航地器控制系统数据采集器

本文介绍了一种用于水下航行器控制系统分析研究的数据采集器的硬件和软件。通过半实物仿真试验和实航试验,表明该数据采集器性能良好,满足控制系统分析研究的需要。     

超小型浅水潜水器用活塞式沉浮系统结构设计

随着水下机器人技术的不断推进,超小型浅水潜水器受到了广泛关注。而在超小型、浅水环境,传统的螺旋桨推进机构却存在着一定的缺点。为此,提出一种基于传统方法的新思路,用活塞式伸缩机构实现潜水器的低功耗,能较好实现稳定沉浮运动。     

一种超小型潜水器结构的改进设计

文章主要讨论超小型浅水潜水器沉浮运动的结构设计。该潜水器是一种“活塞式”沉浮系统,体积小,适用于狭窄、浅水环境。论文从其沉浮原理出发,采用C^＋＋语言编制程序,以计算每次外型尺寸变动引起的各项运动参数的变化,通过反复修正设计参数,最终得到满意的方案。该方法是一种基于传统方法的新思路,用活塞式伸缩机构实现沉浮过程潜水器的低功耗性能设计,并具有较好稳定沉浮运动的优点。     

微细胞皿注塑模具变温系统设计

采用微细电火花技术铣削加工了细胞皿模具型腔,以聚丙烯(PP)为例进行了成形工艺数值模拟分析,结果表明,注射速率、模具温度、熔体温度对充模过程影响较大,模具温度需要达到120℃型腔才能充满。提出了油水电相结合的变模温技术,变模温实验结果表明,型腔温度从80℃变化到120℃大约需要6min。填充实验表明,油水电相结合的变模温技术对实现微注塑模具成形过程的变模温是可行的。     

油浸式变压器内部巡检式 UUV 设计与运动性能分析

基于电力系统泛在物联网的发展要求,针对大型油浸式电力变压器传统检测手段的缺点,将水下航行器技术应用于变压器箱体内部检测工作,设计了一款油浸式变压器内部巡检式水下航行器,进行了总体、动力系统和布局与机构设计;进行了运动性能分析仿真;并研制了原理样机,通过水池试验,分析验证了水下航行器的运动性能满足需求。     

扑翼滑翔UUV概念设计与研究

将水下仿生扑翼推进技术与水下滑翔技术相结合,提出了新型扑翼滑翔UUV的概念,描述了其工作过程及性能要求;在此基础上,从仿生学的角度出发,对扑翼滑翔UUV总体布局、外形、扑翼推进器、滑翔控制系统、舵机结构、控制通信系统等进行了系统的设计;最后,应用MATLAB软件对所设计扑翼滑翔UUV在扑翼工作状态及滑翔工作状态的运动性能进行了仿真,结果表明,所设计UUV基本能够满足所设计的性能要求。为扑翼滑翔UUV的进一步研究提供了重要参考。     

超小型水下航行器密封活塞腔的耐压性分析

文中讨论了活塞式超小型水下航行器的稳定性、耐压性问题,介绍了活塞式超小型水下航行器的机械结构及其实验平台.该航行器采用独特的活塞式沉浮控制机构来实现沉浮运动控制.沉浮控制是水下航行器控制最主要的内容之一,因此通过活塞腔分别进行了理论设计、水下实验以及有限元分析,进一步验证其设计的可靠性、可用性.实验结果表明,该设计合理、可行、实用.     

圆柱形水下航行器壳体外形多目标优化设计方法研究

建立了圆柱形水下航行器壳体外形多目标优化设计的数学模型。基于灵敏度分析结论,采用插值折算的方法对数学模型进行改进,提高了计算精度和效率。水洞试验和计算结果表明,优化外形的阻力有较大降低,噪声性能有一定改善。     

UUV发动机的联合仿真研究

应用UG软件采用自下而上的建模方式,建立了UUV发动机的简化模型并导入ADAMS软件中生成虚拟样机模型,利用相关实车数据对其进行了验证,之后在Matlab／Simulink中建立发动机的控制模型,基于ADAMS／Control控制模块与Matlab／Simulink接口进行联合仿真,得到发动机关键部件在不同工况下的受力情况,并联合ANSYS／Ls_dyna对主要零件进行了强度校核,为发动机的优化改进提供指导和依据。     

两栖仿生机器鱼行为方式及其实现

以两栖四关节机器鱼为研究对象,详细说明了一般鱼类的行为方式及机理,并以此设计出新型摆动式柔性尾部的仿生机器鱼。该机器鱼依靠简单可靠、成本低廉的机构,较真实地模仿鱼的动作,实现了机器鱼在水中的灵活游动和沉浮等,具有推进方式简单、推进效率高、转弯半径小、噪声低等优点,为水下作业、水下探测等创造了条件。