驻留型UUV锚泊系统运动建模与分析

针对驻留型水下航行器(UUV)锚泊系统对水流作用的运动响应问题,依据欧拉-伯努利梁理论,建立了包括弯矩作用在内的锚链三维运动模型,并使用四元数代替欧拉角来描述锚链姿态,以消除某些特殊情况下因锚链姿态大幅度变动或个别欧拉角不确定性导致的运动方程奇异现象,然后通过适当的边界条件,将UUV、锚链和锚块的运动控制方程耦合起来,采用有限差分方法对系统耦合运动模型进行数值离散处理通过牛顿-拉夫逊方法迭代求解整个锚泊系统的运动响应。使用Hopland拖曳试验数据对模型进行实例对比验证。结果表明:这种建模方法可以取得良好的准确性与计算效率,在此基础上模拟仿真得到了周期变动水流作用下的UUV位置及姿态的响应情况为锚泊系统的正常工作提供理论依据。     

产品测试效率的灰色综合评判

定期检测和维修是保证产品性能的有效手段.由于检测仪器性能、检测人员状况等检测因素对实际检测到的故障和事故隐患等都有影响,实际分析时很难全面考虑各种检测因素对测试效率的影响,导致信息部分已知,部分未知,即具有灰色性.本文利用层次分析法,通过建立评价灰类和灰色评价权向量进行灰色综合评判的方法确定测试效率,可以扩大信息量,相对真实地反映测试因素对产品可靠度的影响程度,并用实际例验证方法的有效性.     

产品测试效率的模糊综合评判

定期检测和维修是保证贮存产品性能的有效手段.由于检测因素(如检测仪器性能、检测人员状况等)对测试结果的模糊影响,使每次检测到的故障和事故隐患存在着模糊不确定性.本文建立各测试因素和因素等级的评判矩阵并提出模糊综合评判法确定测试效率,可以相对真实地反映测试因素对产品可靠度的模糊影响程度.通过实际例验证方法的有效性.     

四旋翼碟形自主水下航行器运动方程建立与流体特性仿真研究

四旋翼碟形自主水下航行器（AUV）是一种新型水下航行器。为研究此航行器的流体动力特性,建立了四旋翼碟形AUV的三维模型,并定义了参考坐标系和广义特征参数;在其体坐标系中根据动量和动量矩定理,建立了广义参数定义的AUV六自由度动力学方程和运动学方程;采用计算流体力学方法,基于Ansys CFX流体分析软件,在的0°~90°攻角范围内,对航行器运动过程中的流体动力特性进行了仿真研究,并绘制了其特性曲线。仿真结果表明：在0°~15°攻角范围内,航行器具有较低的流体阻力,适宜做定深运动;在30°~50°攻角范围内,航行器具有良好的升力特性,适宜完成曲线潜浮运动。     

变质心自主水下航行器定深控制研究

对变质心自主水下航行器（AUV）定深控制问题进行了研究。建立了相应的纵平面的变质心AUV的运动数学模型。在此基础上,基于滑模控制理论设计了变质心控制系统,控制质量块的偏移运动,进而控制AUV定深运动。仿真结果表明：该控制器可满足AUV定深控制的需要,使定深误差趋近于零,并对建模误差具有一定的鲁棒性。     

基于PSO的软件可靠性模型参数估计方法

软件可靠性建模是一个重要的研究领域,现有的软件可靠性模型基本上是非线性函数模型,估计这些模型的参数比较困难。粒子群优化是一类适合求解非线性优化问题的随机优化方法,提出一种基于粒子群优化的软件可靠性模型估计参数方法,该方法的关键是构造合适的适应函数。用该方法分别估计了5个实际软件系统的指数软件可靠性模型以及对数泊松执行时间模型,实验结果表明：该方法参数估计的精度高,对模型的适应性强。     

一种等概率分布式检测系统的反馈自适应学习算法

研究了分布式检测系统在等概率情况下的最优检测问题。针对传感器虚警与漏报概率未知的情况,提出了一种状态反馈自适应学习算法,通过在线的修正融合权值,最终使系统收敛于最佳权值,并对算法收敛性和误差进行了理论分析。最后给出的仿真算例证实了理论结果。     

近水面悬停远航程AUV受波浪的影响

远航程自主水下航行器(简称:AUV)在水下航行一定的距离后需要上浮到近水面悬停进行GPS导航定位,而在近水面AUV受波浪的影响不能忽略,因此有必要研究AUV在近水面悬停时受波浪的影响。在建立AUV六自由度运动数学模型的基础上,基于二元规则波的波浪理论建立了AUV所受波浪力的计算模型,并仿真计算了AUV在近水面悬停时受海洋波浪力的影响。结果表明AUV在2级和4级海况下都可以稳定地完成在近水面悬停作业的任务。     

超低速小型AUV外形及流体动力布局研究

超低速自主式水下航行器（AUV）是AUV技术研究的新领域。如何在超低速（〈0.5 kn）情况下获得良好的航行稳定性能是超低速航行器技术研究的主要内容之一。针对超低速小型AUV的水下布放与回收的特点,提出了一种基于回转体外形的超低速小型航行器外形及流体动力布局设计方案,着重解决AUV在超低速航行的高稳定性要求,经过理论估算和FLUENT软件仿真验证,仿真结果满足设计要求,对深入研究低速高稳定性小型水下航行器具有重要的参考价值。     

拖曳式导航浮标对回转体UUV操纵性的影响

为了验证回转体无人水下航行器(UUV)采用拖曳式导航浮标进行卫星辅助导航的可行性,研究了拖曳式导航浮标对回转体UUV操纵性的影响。根据达朗伯原理建立了拖曳系统运动数学模型,根据动量和动量矩方程建立了回转体UUV六自由度运动数学模型,并对拖曳式导航浮标对回转体UUV操纵性的影响进行了仿真。仿真结果显示:导航浮标对回转体UUV的操纵性造成一定的影响,但回转体UUV仍可以稳定的运动;导航浮标对回转体UUV的运动参数都有一定的影响,回转体UUV的运动曲线、俯仰角、速度、角速度、攻角等参数都有一定的振荡变化,一定时间后趋于稳定;回转体UUV拖曳导航浮标运动期间,由于拖曳导航浮标系统对回转体UUV尾部有一定的作用力,造成回转体UUV的轴向速度有较大的减小。研究表明,回转体UUV采用拖曳式导航浮标进行卫星辅助导航是可行的。