多自主水下航行器系统一致性编队跟踪控制

研究了自主水下航行器的编队路径跟踪问题.基于无源性理论与一致性跟踪理论,在仅有部分AUV获取编队速度信息情形下,设计一种分布式控制律,实现了集群AUV的一致性编队跟踪.控制律分为2个部分:一部分基于无源性同步原理,建立了协同误差到跟踪误差的无源性通道;另一部分为一致性协同跟踪控制器,保证每个AUV相对于虚拟领航者的不一致参考信息通过协商达到最终一致状态.文章应用Nested Matrosov定理证明了整个闭环系统的稳定性,仿真结果验证了上述方法的有效性和可行性.     

考虑通信延迟的多自治水下航行器协同定位算法

自治水下航行器(AUV)协同定位中通信延迟具有常态性. 面对延迟到达的信息, 传统方法一般会有定位精 度或实时性的损失. 针对通信延迟的不利影响, 本文在建立水声探测和通信时延模型的基础上, 以扩展卡尔曼滤波 (EKF)为算法框架, 提出了信息顺序到达和信息出序到达2种协同定位算法, 并以建构面向信息出序情景的算法为 主要创新工作. 在信息顺序到达算法中, 将延迟信息进行序贯处理以减小定位误差. 在信息出序到达算法中, 以信 息出现一步滞后的延迟为背景, 使用出序信息直接对从AUV最新状态估计进行再更新, 信息无损地实时估计运动 状态. 计算机仿真实验结果表明, 本文算法相比于传统的航位推算、整周期滤波、量测丢弃等方法, 具有更高的估计 精度; 相比于数据缓存滤波、重新滤波等方法, 具有强实时性.     

基于改进分水岭算法的空域实时流量监测

为缓解空中交通拥挤和拥堵现状,提高空域资源利用效率和航空器运行效率,需对空域流量进行实时监测与告警,在已有研究基础上提出改进分水岭算法的空域流量监测模型。首先对分水岭算法中的距离操作算子进行改进,其次结合航路航线与尾流间隔要求进行约束条件构建;最后选取西南贵州地区某一空域进行算法仿真,并对改进前后的空域流量监测结果进行分析说明,实验结果表明：基于传统分水岭算法的空域流量监测准确率为93.5%,改进后的监测准确率为100%,证明改进分水岭算法在空域流量监测方面是合理高效的。     

沈阳自动化所研制成功长航程水下机器人

2月底，由中国科学院沈阳自动化研究所主持研制的远程自治水下机器人演示样机圆满结束湖上试验。经多次试验表明，该样机可连续航行数十小时、续航能力达数百公里，创造了我国自治水下机器人单次航行时间和航行距离的新记录。机器人系统主要技术指标均达到设计要求，并在控制系统体系结构、自主航行控制与精确导航定位、新型声纳、大功率燃料电池和锂电池应用等多项关键技术取得新突破，标志着沈阳自动化所远程自治水下机器人的总体技术跻身于国际先进水平。     

航行器具中的电力电子

当前,电力电子技术正在航行器具中迅速推广应用。继在火车(航陆)上成功应用后,全电系统船舶(航海)和全电系统飞机(航空)的研制开发已提到议事日程。本文点评一篇发表在《IEEE工业应用汇刊》2006年第1期上的综述论文——“电力电子和未来的航海电气系统”,并把它摘译于后,以此来说明电力电子发展的又一个新领域。本文指出航行器具采用以电力电子技术应用为突破口的全电系统的一系列好处、它所包含的内容,以及所点评文章的主要思路和作者简介。     

基于QAR数据的民航飞机侧滑角估算方法

侧滑角是一个重要的飞行状态参数。考虑飞机真实的飞行状态,选取快速存储记录器(QAR)中的磁航向、偏流角、风向、风速、地速和俯仰角等参数,提出一种基于QAR数据的民航飞机侧滑角估算方法。以飞机受西风影响为例,通过分析4种航向范围的航行速度三角形,再利用地面惯性坐标系、机体坐标系和气流坐标系之间的变换关系,推导了侧滑角估算步骤,最后选取一段QAR数据对侧滑角进行估算。结果表明该方法能够有效地利用QAR数据对飞机侧滑角进行估算。     

基于两岸堤顶高程差的一岸漫顶后另一岸防洪能力变化研究

以某一东西流向两省界河为研究对象,利用Delft3D软件建立了平面二维水动力模型,分析了现状防洪能力,计算了不同洪潮遭遇重现期下两岸堤防高程差变化对防洪能力的影响。结果表明：同一洪潮遭遇重现期下,与研究河段现状水面线相比,上游水面线降低后防洪能力的提升幅度与两岸堤顶高程差呈正相关,下游降低的洪峰流量值与两岸堤顶高程差成正比。在同一堤顶高程差下,上游来流的洪峰流量越大,防洪能力的增幅和下游洪峰流量的降幅也相对越大。     

基于Vega Prime的水下航行器视景仿真

针对潜艇发射水下航行器攻击水面目标这一想定进行视景仿真。利用Multigen Creator进行三维实体建模和地形生成,基于Vega Prime实时视景仿真平台开发水下航行器攻击可视化仿真应用,展现潜艇发射水下航行器、水下航行器水下航行和运动,跟踪并攻击水面舰船的场景。能够直观、逼真地演示武器运动状态,实时交互性强,在武器系统设计和论证,武器平台研制仿真中具有实际意义。     

水下航行器遥控遥测系统误码率分析

水下航行器的运作与水声信道特性有着密不可分的关系,所以水声信道的研究对提高水下航行器性能起着非常重要的作用。从理论上介绍了水下航行器通信系统,着重分析了同一水声信道采用不同的调制解调方式(2ASK,2FSK,2PSK)时水下航行器系统误码率和信噪比的关系,然后通过MATLAB建立了系统仿真模型,得到了信噪比对误码率影响的仿真结果,并与理论结果进行了比较,对研究和设计水下航行器通信系统有着实际的指导意义。     

UUV自航发射鱼雷过程仿真

无人水下航行器(UUV)外挂鱼雷具有重要的战术价值.由于UUV体积小、质量轻,自航发射鱼雷时运动状态会发生改变.为了定量分析这种变化以验证发射的可靠性,建立了UUV自航发射鱼雷的运动模型,根据此模型利用FLUENT对发射过程进行了仿真.仿真结果表明,UUV发射鱼雷时运动状态会发生一定的变化,但采用自航发射仍然具有可行性.同时得出鱼雷脱离发射导轨时的运动参数,为精确计算鱼雷的外弹道提供了依据.