固体火箭发动机三维药柱燃烧仿真的新方法

研究和开发了一种新的固体火箭发动机复杂三维药柱内腔燃烧推移和燃面计算的仿真方法和程序，该程序大大扩展了固体火箭发动机的设计能力，较国内现有的同类程序有明显改进．用户利用它可简捷地构造出药柱的初始形状，并获得设计所需的几何参数，根据这些计算结果进行再设计，直至达到满意的结果为止．文中也讨论了这一方法的优势与不足．     

水下高速航行器流噪声数值仿真与分析

运用计算流体力学方法仿真计算不同头型、不同航速航行器流噪声,得到流噪声分布及随航速变化规律。通过对比分析数值仿真结果发现,航行器流噪声随航速的增加而平稳增大。在相同条件下,平头航行器流噪声总声压级略高于圆头航行器。为了更好预测高航速条件下航行器流噪声,对空化区流噪声进行了初步探索。     

水下航行器导航与控制实时仿真系统

针对某远程自主水下航行器，设计并实现了该航行器的实时仿真系统，阐述了该系统的方案构思、硬件组成及工作原理，介绍了实时仿真软件，最后给出在该系统上的实验结果。结果表明，该系统，能为自动驾驶仪创造一个很好的仿真环境，通过它设计在实验室中就可以较全面地对导航与控制系统进行调试，极大地节约实验成本和调试时间。     

远程自主水下航行器建模研究

通过对远程自主水下航行器进行动力学和运动学分析，基于经典的动量和动量矩定理。在地心惯性坐标系下建立了一种适合远程应用的自主水下航行器模型。该模型不仅考虑了地球的曲率，也考虑地球的自转运动，可应用于水下航行器导航与控制系统的一体化仿真及系统精度分析。     

水下航行器尾流数值仿真和特征分析

为研究水下航行器尾流特征的影响因素.文中借助圆柱绕流模型对尾流进行了数值仿真分析,基于计算流体力学中的大涡模型,通过二维和三维的数值仿真分析了航行器与入口间距、航行环境深度和航行器直径对尾流特征的影响.仿真结果表明:航行器与入口之间的距离越大,受冲击流的影响,尾流横向分散且分离处扩散的面积增加,尾流的速度减小;航行器航...     

自主水下航行器的模糊控制

模糊控制用于水下航行器时,模糊决策表大多是依据模糊控制理论推导得到,这在工程实现上有一定的难度.为了在控制器设计中避开复杂的模糊逻辑理论,从AUV的控制特点出发总结出调整模糊控制决策表的规律,由此可以方便地获得控制决策表.本文以深度控制为例给出了控制决策表,仿真结果表明了该方法的正确性.     

"海龟"号无人水下航行器

澳大利亚对1艘名为“海龟”号无人水下航行器(UUV)进行了试验．通过试验来演示其最新的用于水下导航和监视能力的技术。     

用递层分析法确定水下自主航行器的设计要求

依据层次分析原理建立了水下自主航行器组成部分间层次结构及层次间，同层次间元素的支配关系，递层求得各组成部分相对航行器性能的设计要求（重要程度），结果令人满意。     

水下航行器高速斜入水冲击的探索仿真研究

文章基于大型非线性瞬态动力软件MSC.dytran,对某型号圆盘尖拱头型的水下航行器4种姿态角的高速斜入水冲击进行了探索性的数值仿真研究。在仿真中,对MSC.dytran在高速入水冲击方面数值仿真模型的建立进行了详细论述,并对模型中欧拉网格和拉格朗日网格的尺寸比对收敛性的影响进行了测试。得到了此水下航行器高速斜入水冲击的运动学参数,例如速度时间历程和速度变化量以及过载和载荷等力学参数。这些仿真结果对水下航行器高速入水的后续弹道设计以及头部壳体强度的设计都具有很重要的参考意义。     

某新型远程自主水下航行器建模研究

根据某新型远程自主水下航行器的组成和特点,通过对其进行动力学和运动学分析,基于经典的动量和动量矩定理,建立了该新型自主水下航行器的数学模型。该模型不仅可以用来模拟航行器的正常巡航状态,而且可以用来模拟航行器的悬停状态,可用于航行器的操纵性分析及控制系统的设计与仿真。     

Maneuverability simulation of a mini autonomous underwater vehicle

In order to simulate the under water motion of a mini autonomous underwater vehicle( AUV) and an- alyze its maneuverability,the dynamical characteristic of the mini AUV was researched. The 6-DOF motion equations were founded. Through model experiment with accessory bodies,the hydrodynamics of AUV body including resistance,main inertial and viscous hydrodynamic coefficients was obtained. The hydrodynamics of rudders was gained through theoretical calculation. Simulation computation of the vehicle was carried out through numerical integration of the motion equations. A motion simulation system was constructed. Four typical maneuvers in horizontal and vertical planes were simulated and the maneuverability of the mini AUV was forecasted. The simulation results reflect the basic motion characteristic of mini AUV and validate the feasibility and correctness of the whole system. The simulation system can be a testing platform for the design and debugging of motion controller and an effective tool for the development of AUV.     

自主水下潜器全局规划及其仿真方法研究

应用遗传算法设计出二维/三维全局规划器,用于解决自主水下潜器在大范围海洋环境中自主全局路径规划的问题.规划空间采用栅格法离散建模,染色体采用十进制可变长编码方式,基于领域知识设计了初始种群生成算法和五种遗传算子;基于三维建模软件与视景技术建立了半实物虚拟仿真系统,通过设计不同的使命案例对全局规划算法进行了仿真验证.结果表明:该规划算法具有路径描述简单清晰、算法收敛速度快、求解效率高的特点,满足了使命规划的安全性和可行性要求.     

波浪模拟及其对水下航行体出水过程影响

为了研究波浪对水下航行体出水过程的影响,将二阶Stokes波的波面运动速度耦合到入射边界条件中,得到了与理论值吻合良好、精度较高的非定常数值波浪;研究了五级海情条件下,水下航行体模型水下垂直发射时波浪对其流场、力学特性等的影响.结果表明,水下航行体近水面时,受波浪引起的旋涡的诱导作用,航行体两侧附体旋涡位置、尺寸等差别...     

水下机器人覆盖式作业区探测方法

对水下机器人作业区探测这一特定问题进行了理论分析，针对目前覆盖式路径规划方法存在的不足，提出适用于本文任务要求的水下机器人覆盖式作业区探测方法，设计了基于模糊控制规则的水下机器人作业区探测策略。该方法不需环境模型，解决了传统的覆盖式路径规划方法不能用于未知环境的局限性。仿真结果验证了所提方法的有效性和可行性。     

一种有效的水下机器人并行定位标图方法

提出了一种水下机器人并行定位标图的方法.首先对声纳扫描数据进行直线特征提取.在特征的匹配过程中,引入3种几何约束:一元约束,二元约束和刚性约束来保证观测特征和模型特征的正确匹配.在并行的定位与标图中进行了机器人的位置修正和地图修正.应用该方法,机器人在较为复杂的环境下,仅使用前视声呐和多普勒速度仪,依靠不精确的地图,实现了自主的定位和导航,同时修正了地图的精度.仿真和物理试验证明了该方法的正确性.     

自主式水下机器人试验平台研制与实验研究

为了进行自主式水下机器人智能行为的研究,自行研制了“海狸”水下机器人试验平台．介绍了“海狸”水下机器人的系统结构,在分析推进器性能的基础上,通过数字罗盘、加速度计以及深度计等传感器获得的运行速度、角速度等位姿信息,建立了水下机器人前向运动模型,进行了水下机器人运动控制与状态监测系统的实验研究．水池实验结果表明,“海狸”水下机器人可实现自主式水下机器人的基本运动控制,所建立的水下机器人前向运动模型能够描述水下机器人试验平台的动态行为,状态监测算法能够识别水下机器人的典型故障,从而验证了所提算法的有效性,同时也验证了作为水下机器人智能行为研究载体的试验平台的有效性和可行性．     

Inverse speed analysis and low speed control of underwater vehicle

Inverse speed is a reversible maneuver.It is a characteristic of underwater vehicle at low speed.Maneuverability in the vertical plane at a speed lower than inverse speed is different from one at higher speed.In the process of underwater working for observation,AUV＇s cruise speed is always low.Therefore,the research on inverse speed is important to AUV＇s maneuverability.The mechanism of inverse speed was analyzed,and then the steady pitching equation was derived.The parameter expression of track angle in vertical plane was deduced.Furthermore,the formula to calculate the inverse speed was obtained.The typical inverse speed phenomenon of the flat body and the revolving body was analyzed.Then the conclusion depicts that,for a particular AUV with flat body,its inverse speed is lower than that of revolving body.After all the calculation and the analysis,a series of special experiments of inverse speed were carried out in the simulation program,in the tank and in the sea trial.     

基于MATLAB的车辆组件模型库的设计与实现

结合研究车辆动力学控制参数模型的需要,提出了开发车辆组件模型库系统的设想。并设计了车辆组件模型库的功能结构和面向对象的系统层次结构体系。采用MATLAB仿真平台,运用软件可重用技术,构造了车辆动力学仿真领域模型库。使用C语言编写了车辆所有总成的S函数块,利用MATLAB提供的虚拟现实VRML工具箱,实现了车辆仿真视景。应用实例表明,所提出的车辆组件模型库系统具有较好的实用价值。     

Optimization of S-surface controller for autonomous underwater vehicle with immune-genetic algorithm

To deduce error and fussy work of manual adjustment of parameters for an S-surface controller in underwater vehicle motion control, the immune-genetic optimization of S-surface controller of an underwater vehicle was proposed. The ability of producing various antibodies for the immune algorithm, the self-adjustment of antibody density, and the antigen immune memory were used to realize the rapid convergence of S-surface controller parameters. It avoided loitering near the local peak value. Deduction of the S-surface controller was given. General process of the immune-genetic algorithm was described and immune-genetic optimization of S-surface controller parameters was discussed. Definitive results were obtained from many simulation experiments and lake experiments, which indicate that the algorithm can get good effect in optimizing the nonlinear motion controller parameters of an underwater vehicle.     

一种新的水下机器人集群路径规划方法

将智能水下机器人集群协同清扫水雷的路径规划问题归结为多人旅行商问题，并根据清扫水雷的任务背景提出两种多人旅行商问题模型．给出了这两类多人旅行商问题的形式化描述，进而探讨了利用遗传算法求解这两类多人旅行商问题的基本思想和具体方案，最后进行了仿真实验验证和算法收敛性分析．实验数据表明，这是一种高效而且适应性强的多机器人路径规划方法．