水下滑翔机器人载体外形设计与优化

借助流体动力计算软件CFX和Matlab,对水下滑翔机器人载体外形进行设计和优化．通过对4种载体方案的分析计算和运动仿真,最终得到了一种比较合理的外形方案．研究结果表明,采用CFX流体动力计算软件对于研究水下机器人载体的外形结构,尤其是在方案设计阶段在外形流体动力设计中具有重要的作用,可缩短研制周期、降低设计成本．     

水下滑翔机器人控制系统设计与实现

本文以水下滑翔机器人为研究对象,首先简要介绍了水下滑翔机器人的总体结构,然后重点研究了其控制系统的设计方案,阐述了控制系统软、硬件的设计与实现,通过水下滑翔机器人湖试验证了控制系统设计合理,运行正确,实现了水下滑翔机器人的基本运动。     

基于GPRS的水下滑翔机器人监控系统设计

水下滑翔机器人具有续航能力强、作业时间长等特点，适合于大范围海洋环境监测应用，可用于构建近海海洋环境立体监测网络。利用近海较好的GPRS网络覆盖条件，设计了基于GPRS网络的近海水下滑翔机器人监控系统。该监控系统不仅实现了在现场监控中心对水下滑翔机器人的监控，还可以通过Internet网络对水下滑翔机器人进行远程监控。文章详细介绍了监控系统的总体架构、GPRS终端硬件设计和系统软件设计。     

水下滑翔机器人嵌入式控制系统

本文对水下滑翔机器人的特点进行了详尽的分析.针对水下滑翔机器人控制系统的软、硬件组成特点和水下滑翔机器人工作原理,详细介绍了水下滑翔机器人嵌入式控制系统的软、硬件系统的组织机构.细致地阐述了软、硬件系统的设计理念与实现方法.     

水下滑翔蛇形机器人滑翔控制的强化学习方法

研究了一种强化学习算法,用于水下滑翔蛇形机器人的滑翔运动控制.针对水动力环境难以建模的问题,使用强化学习方法使水下滑翔蛇形机器人自适应复杂的水环境,并自动学习仅通过调节浮力来控制滑翔运动.对此,提出了循环神经网络蒙特卡洛策略梯度算法,改善了由于机器人的状态难以完全观测而导致的算法难以训练的问题,并将水下滑翔蛇形机器人的基本滑翔动作控制问题近似为马尔可夫决策过程,从而得到有效的滑翔控制策略.通过仿真和实验证明了所提出方法的有效性.     

基于QNX的水下滑翔机器人嵌入式控制系统

文在对水下滑翔机器人的特点进行分析的基础上,详细介绍了水下滑翔机器人嵌入式控制系统的软、硬件系统的设计方法.对DiskOnChip在QNX操作系统下的驱动以及QNX操作系统的移植过程作了详细的叙述,并给出了适用于该嵌入式控制系统运行的系统启动文件--BuildFile的主要内容及文件基本框架.根据QNX嵌入式实时分布式操作系统的独特性能,在水面控制系统中创造性的提出了利用QNX多控制台来实现对数据进行监控的方式,并开发了应用于该水下滑翔机器人的控制系统软件.     

折叠翼弹跳机器人机构设计及运动性能分析

为提高弹跳机器人的弹跳性能,解决弹跳机器人姿态调节和弹跳距离的问题,设计一种折叠翼弹跳机器人.通过调节多链弹跳机构的空间开链机构姿态实现对机器人弹跳朝向和起跳角的控制,研究折叠翼的滑翔下落特性增加机器人的弹跳距离.进行了姿态调整仿真和运动轨迹仿真,并在研制的折叠翼弹跳机器人样机上进行了弹跳运动实验.结果该样机显示出较高的弹跳性能.当起跳角度为80?时,弹跳高度约为0.98 m.当起跳角度为60?时,弹跳距离约为3 m,弹跳距离约为对比试验中无折叠翼弹跳机器人的1.7倍,但弹跳高度略低于无折叠翼弹跳机器人.折叠翼弹跳机器人具有良好的弹跳性能,能够完成地面上任何姿态的弹跳运动.     

滑翔式水下航行器的运动建模与分析

滑翔式水下航行器是一种基于滑翔原理的无外挂推进系统、仅依靠内置执行机构调整重心位置和净浮力来控制其自身运动状态的新型水下自治机器人。它在净浮力的作用下,利用水平翼在有攻角情况下产生的前进动力,在设定的深度范围内进行锯齿形前进。对滑翔式水下航行器进行运动机理分析,建立滑翔式水下航行器运动数学模型,并对滑翔式水下航行器定常运动状态下的运动参数与可控变量的关系进行仿真,利用MATLAB/SIMULINK建立滑翔式水下航行器模型对其运动进行仿真。     

载人遥控水下机器人运动模糊控制

介绍载人遥控水下机器人运动模糊控制的设计思想，控制系统框图及软件控制流程。     

柔性机器人水下运动的建模与仿真

本文以柔性机器人水下环境中的柔顺运动为研究对象,建立了柔性机器人水下运动的动力学模型。并运用VC 6.0和Matlab7.0进行仿真,结果显示了柔性机器人在水下环境中良好的运动学特性。     

控位滑行航行器的运动分析与弹道仿真

控位滑行航行器是一种结构简单、能源的利用率高,同时机动性也较好的新型水下航行器.为了解决控位滑行航行器的运动优化控制,针对控位滑行航行器的滑翔和近水面的控位运动稳定性问题,利用控位和滑翔运动特点,根据动量和动量矩定理建立了航行器空间运动数学模型,通过MATLAB/ Simulink软件模块建立了航行器空间六自由度运动仿真模型,并对滑翔和控位运动弹道进行了仿真,分析总结了航行器在不同运动模式和工况下的稳定性,并对不同参数条件下的航行器稳定性品质和衰减历程进行了对比.结果表明在给定的初始条件下控位滑行航行器是能按照预设轨迹航行,完成航行任务,满足设计要求的.     

水下滑翔机总体设计与运动分析

水下滑翔机是一种浮力驱动的新型水下无人运载器,但是一直以来较低的巡航速度是制约其广泛应用的一个关键因素。为提高水下滑翔机的巡航速度,首先应通过对水下滑翔机的壳体和滑翔翼进行优化设计,并且从做功的角度规划出最佳滑翔路径,设计了一种新型的高速、高效水下滑翔机。最后,通过运动弹道的仿真分析,验证了水下滑翔机设计方法的有效性和总体性能的优越性。     

水下滑翔机的运动模型建立及仿真

水下滑翔机的水下运动是六自由度多姿态运动,建立空问动力学数学模型是为计算机仿真时对系统进行比较准确的描述和运动状态进行研究.另外在详细分析水下滑翔机姿态调节系统中的滑动质量块移动及重浮力调节系统中压舱载荷变化并在滑翔机本身运动耦合的基础上,经过合理的简化建立了六自由度的空问运动数学模型.最后对水下滑翔机的垂直面运动进行了仿真分析,仿真结果准确地反映了水下滑翔机的运动规律和操纵特点.     

基于局部流场构建的水下滑翔机路径规划

提出了一种基于局部流场构建的水下滑翔机路径规划方法．首先,基于历史剖面的深平均流对未来剖面的深平均流进行预测,并进行位置确定,然后将最前方若干周期的深平均流作为观测值,结合客观分析技术来构建局部流场．最后以构建的流场为基础,采用CTS-A^*（constant time surfacing A^*）迭代算法进行路径规划．在仿真环境下,分别利用该路径规划算法对单个流场和多个流场进行测试,并对结果进行了分析．实验结果表明,该路径规划算法适用于常规大小海流以及大海流情形．     

全海深着陆车机构设计及其潜浮运动性能分析

针对海底大范围移动考察和定点精细作业的需求,提出一种全海深着陆车.为提高着陆车潜浮运动性能,解决配载参数和潜浮时间问题,设计着陆车配有两级压载铁.基于着陆车潜浮过程动力学和运动学的分析模型,结合配载参数与重心位置函数,利用ICEM和Fluent水动力分析软件对其阻力、升力、纵倾力矩进行计算,采用最小二乘法对其水动力参数进行辨识,最终建立了潜浮运动特性与配载参数的数学模型.通过调整两级压载铁的质量与位置,实现对着陆车潜浮姿态和速度的控制,进而研究其运动性能和优化潜浮过程时间.分析结果显示,当一级压载铁和二级压载铁质量分别为53 kg和50 kg,安装位置分别为0.38 m和0.58 m时,着陆车的最短下潜和上浮时间分别为5.39 h和5.98 h.优化配载参数后的着陆车具有最佳潜浮运动性能,能够以最短时间完成潜浮运动,为海底科考作业提供更多时间.     

基于逆模型的混合驱动水下滑翔机垂直面控制

混合驱动水下滑翔机（Hybrid-driven underwater gliders ,简称HDUGs)是集无人自治水下机器人（Automomous Underwater Vehicles ,简称 AUVs）和水下滑翔机（Autonomous Underwater Gliders,简称 AUGs）于一体的新型水下机器人。由于HDUGs是非线性、强耦合,且受到海流、结构不确定等因素的影响,为了克服这些问题,针对混合驱动水下机器人工作在混合模式下,对其垂直面提出了一种基于逆模型和滑模控制的非线性控制方法,该方法将原始系统解耦为两个单入单出的线性系统,仿真结果证明了该方法具有良好的控制性能,而且对外界扰动具有一定的鲁棒性。     

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...