面向动目标围捕的Multi-UUV编队协调控制研究

针对动目标围捕过程对Multi-UUV编队结构的灵活性要求较高的问题,基于欠驱动UUV的数学模型,在目标轨迹能够准确预测的前提下,改进了协调编队运动控制器。协调编队运动控制器的控制目标是在Multi-UUV编队跟踪并围捕动目标过程中,避免Multi-UUV之间,UUV与障碍物以及UUV与动目标之间的碰撞并以稳定的编队结构围捕动目标。将控制器设计过程分解为运动学控制和动力学控制。在运动学控制部分,实现动目标跟踪、UUV之间避撞及UUV偏航角误差为零的控制目标。在动力学控制部分,应用反步法设计实际的控制输入。仿真案例验证了协调运动控制器在动目标围捕中的有效性。     

转动式对接裙壳体关键参数多目标优化与试验样机研制

转动式对接裙工作在海洋的深水区域,为了解决转动式对接裙在深水工作的安全问题。本文以固定裙、方向裙、角度裙为研究对象。运用多目标遗传算法(Multi-Objective Genetic Algorithm,MOGA)对固定裙、方向裙和角度裙的关键参数进行了优化,得到了三者的最优参数。结果表明,优化之后的固定裙比优化之前减重9.76%;优化之后的方向裙和角度裙比优化之前减重13.56%;并且优化之后的固定裙、方向裙和角度裙均满足设计要求。最后,利用优化后的数据建立了转动式对接裙的三维模型,并制造了试验样机,为后续的出海试验奠定了基础。     

构建综合性的可编程控制器实验教学体系

为适应二十一世纪综合性人才的培养需要,高校对人才培养进行改革和探索,形成"加强基础,培养能力、提高素质"的人才培养模式,这要求在课程建设中要重视实验教学环节。结合可编程控制器(PLC)原理与应用这门课,为课程的综合发展,培养学生设计与创新能力,需要构建综合性的PLC实验教学体系。强化综合性实验教学的作用,实行层次化梯度教学,是构建综合性PLC实验教学体系的核心内容,是深化具有行业特色的创新人才培养改革的有效方法。     

水下机器人主动对接装置的协调控制研究

水下机器人主动对接装置在对接裙外侧安装有4只两自由度对接机械手,其主要功能是在恶劣的海洋环境中能实现水下机器人与失事潜艇的准确对接,完成救生任务．为了实现自主作业,根据作业特点提出了将水下机器人与对接机械手的作业过程抽象成自动机模型的方法,应用离散事件系统理论实现4只机械手与水下机器人的协调控制．在此基础上,进一步介绍了赋时离散事件系统理论,并应用于水下机器人主动对接装置的协调控制中,解决了系统的时间性问题,使之成为切实可行的控制方法．     

金刚石串珠表面磨粒脱落失效的仿真研究

针对金刚石串珠绳串珠表面磨粒脱落的问题,本文依据磨粒与串珠绳金属胎体之间结合界面的临界断裂力评估结合界面的强度,研究胎体对金刚石磨粒的把持能力。本文通过Abaqus仿真软件建立串珠绳表面串珠受力模型,分析金刚石磨粒颗粒形状、姿态以及磨粒出刃高度等主要因素对结合界面强度的影响,其过程属于混合模式的界面断裂。结果表明:金刚石磨粒的形状、姿态、磨粒出刃高度对结合界面的强度均有显著的影响。对金刚石磨粒脱落失效的研究能够指导串珠绳的研制,通过改变串珠绳的参数,改善串珠绳的使用寿命。     

水下主动对接装置的机械手作业过程分析及仿真

提出一种应用于援潜救生艇上的新型主动对接装置。该装置外壁对称安装了4只辅助对接操作的机械手,机械手末端装有电磁吸盘。在深潜救生艇按要求动力定位在失事潜艇上方后,主动对接装置开始工作。建立了主动对接装置的机械手运动学方程,根据工作特点选取相应的作业策略,分析了在主动对接作业过程中机械手状态参数的变化。在此基础上进行机械手运动的仿真计算,验证了所研究的水下对接装置具有完成主动初连接、自动对中、拉降密封等功能,可满足援潜救生时主动对接的需求。