基于STF-Singer模型的AUV传感器故障诊断

为了实现水下机器人传感器系统的故障诊断和信号恢复,将基于信号处理的方法和强跟踪滤波器方法相结合,提出了一种基于一阶时间相关函数的辛格模型和强跟踪滤波器理论的STF-Singer模型的故障诊断方法,该方法不依赖AUV精确的数学模型,对于AUV传感器故障有着很好的辨识能力。某型水下机器人的计算机仿真和海上试验的数据结果,验证了该方法的有效性和可行性。     

基于线结构光的水下目标扫描定位方法

当海底环境噪声及声学散射影响比较严重时,声呐方法无法实现高精度的海底探测．因此,设计了一种基于线结构光的扫测系统．激光中心线条纹提取及系统参数快速标定是影响线结构光测扫精度的2大关键问题．在激光中心条纹处理方面,多阈值算法通过采用不同的阈值可以有效地滤除背景噪声,基于极值法的高斯拟合法则对部分激光条纹采用高斯函数进行拟合,结合多阈值算法和基于极值法的高斯拟合法提出了一个条纹中心线提取算法．该算法在保留多阈值法快速性的同时,又具备高斯拟合法的准确性．而在系统参数标定方面,提出了一种共线点的快速标定法,设计的平面标定靶只需通过确定3个共线的特征点即可快速实现系统参数的标定和高精度的海底快速测扫．最后,在水池中进行了模型实验,验证了该方法的可行性和有效性．     

水下机器人任务流程建模与管理

为实现水下机器人任务流程的快速建模与自动管理,通过改进传统的工作流理论,提出了一种实用的任务流程模型——任务工作流.介绍了作为任务工作流理论基础的传统Petri网及工作流模型,指出了原有理论的缺陷并介绍了任务工作流的基本理论.以任务工作流模型为基础,实现了一款任务流程管理系统,为其定义了完善的图形化建模手段与标准的文本化的描述语言,并建立了一套担负着运行时任务管理工作的核心应用程序,能够实现任务的描述与建模、自动运行与管理,以及任务流程的动态更改.实践表明,任务工作流建模简单快捷、方便编程实现,是机器人任务建模与管理的理想工具.     

椭球体有攻角绕流对称面上三维湍流边界层的数值计算

本文应用零方程模型和二方程模型计算了椭球体有攻角绕流对称面上的三维湍流边界层.对k-ε二方程模型的外边界条件的形式进行了分析和归纳,给出了确定准则.对过渡区的处理进行了较为详细的讨论.计算中也探讨了来流攻角、来流速度以及椭球体几何形状对流动的影响,计算结果与实验数据吻合良好.     

壳牌气化炉磨煤及干燥系统常见问题分析

介绍了壳牌粉煤气化装置磨煤干燥系统的工艺流程;分析了称重给煤机、磨煤机和循环风机出现问题的原因;提出了相应的处理措施。     

椭球体有攻角绕流三维层流边界层的数值计算

利用驻点方程和周向相似确定头部边值分布,提出一种宜于工程应用的头部简化处理方法,计算了椭球体有攻角绕流的三维层流边界层流场及三维边界层纵向分离和周向回流.计算结果与实验结果吻合良好.     

水下航行器水动力系数计算方法研究

为了高效的求取水下航行器的水动力系数,文中提出了一种空间拘束运动模拟方法。与传统方法的反复计算不同,该方法仅需一次算例就可求得方程中的全部水动力系数,在保证计算精度的同时极大的缩短了计算周期。为了验证新方法的准确性,文中进一步完成了某航行器的平面机构运动试验以及该试验的数值模拟分析。两种CFD模拟方法计算得到的水动力系数值相当接近。说明在设计初期,用空间拘束运动模拟方法代替现有的常规平面拘束运动数值模拟,快速求得设计艇型的水动力系数是可行的。此外,新方法的计算结果与水池试验数据的误差较小,进一步表明该方法的可行性。     

基于单目视觉的水下机器人管道检测

以单目CCD摄像机为视觉传感器,利用视觉系统测量方法获得水下管道的导航信息,并在此基础上建立了一个用于水下机器人的水下管道检测系统． 按照数据结构的抽象程度,将系统中传递的数据信息分为由低至高4个层次,描述了各层次内容,详细介绍了水下机器人管道检测方法． 为了提高系统的准确性和实时性,采用了动态窗口管道检测方法．在室内实验水池中,以某型号水下机器人为试验载体,进行了多次管道跟踪试验,验证了系统的可行性和有效性．     

带翼水下机器人运动控制的动力学建模

根据水下机器人运动的一般方程,分析了其所受线性和非线性水动力的影响,进而推导出水下机器人控制系统的运动方程．讨论了螺旋桨和舵、翼的推力解算方法和整个系统的动力学响应过程．为分析控制系统的物理学特性提供了理论依据．     

单喷泵无人滑行艇航向的反步自适应滑模控制

针对单泵喷水推进型无人滑行艇航向跟踪的非线性系统控制问题,对无人滑行艇的运动稳定性分析表明,其具有水平面内的自动稳定性.考虑建模误差和外界干扰力影响下的滑行艇运动响应模型,基于backstepping方法和滑模控制理论,提出了一种自适应滑模控制律.利用Lyapunov函数,证明该控制律保证了航向跟踪系统的全局渐近稳定性.仿真对比结果验证了所提出控制器的有效性.