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无人水下航行器反潜作战模型仿真
1
作者 曹迟 史文涛 +1 位作者 王百合 张群飞 《水下无人系统学报》 2025年第1期156-163,共8页
针对反潜作战场景下建立水下武器仿真系统的需求,文中通过分析无人水下航行器(UUV)战术特性,依据UUV反潜战作战规则及打击任务,依次给出了UUV发射控制、线导导引、目标探测、目标搜索跟踪和水下目标攻击等各功能子模块作战全流程,通过... 针对反潜作战场景下建立水下武器仿真系统的需求,文中通过分析无人水下航行器(UUV)战术特性,依据UUV反潜战作战规则及打击任务,依次给出了UUV发射控制、线导导引、目标探测、目标搜索跟踪和水下目标攻击等各功能子模块作战全流程,通过各功能子模块的建模构成完整的UUV反潜作战仿真模型,为水下对抗仿真任务提供了相应的动态链接库以便调用。经仿真验证,构建的UUV仿真模型能够根据使用者提供的敌我位置及声学参数等战场环境信息完成水下反潜打击作战任务,为水下武器对抗仿真系统的建立提供技术支撑。 展开更多
关键词 无人水下航行器 动态链接库 反潜作战 仿真系统
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海底定点停驻无人水下航行器流体动力特性分析 被引量：13
2
作者 朱信尧 宋保维 +1 位作者 单志雄 王鹏 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期573-578,共6页
在介绍海底定点停驻无人水下航行器(UUV)概念及工作过程的基础上,为了研究UUV上浮及下潜时大攻角下的流体动力特性以及辅推和支撑机构对流体动力特性的影响,采用计算流体力学(CFD)的方法,用Ansys ICEM对无辅推无支撑机构UUV、只有支撑... 在介绍海底定点停驻无人水下航行器(UUV)概念及工作过程的基础上,为了研究UUV上浮及下潜时大攻角下的流体动力特性以及辅推和支撑机构对流体动力特性的影响,采用计算流体力学(CFD)的方法,用Ansys ICEM对无辅推无支撑机构UUV、只有支撑机构的UUV、有辅推有支撑机构3种航行器外围流场进行结构化的网格划分,并利用软件CFX对3种模型的攻角从-90°变化到90°时93种工况下的流场进行了数值模拟,得到了各工况下航行器的阻力、升力及俯仰力矩数值.最后,对计算结果进行了汇总及分析,得到了3种UUV的阻力系数、升力系数及俯仰力矩系数随攻角的变化曲线,并分析了UUV的阻力、升力、俯仰力矩特性以及辅推、支撑机构对航行器的流体动力特性的影响. 展开更多
关键词 无人水下航行器 海底停驻 水动力特性 数值仿真 结构化网格 辅助推进器 支撑机构中
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多无人水下航行器协同导航定位研究进展 被引量：16
3
作者 张立川 许少峰 +1 位作者 刘明雍 徐德民 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期475-482,共8页
介绍了多无人水下航行器(UUV)协同导航定位的原理,进而详细综述了国内外多UUV协作系统及多UUV协同导航定位系统的研究进展,重点研究和分析了水声测距及通信一体化、协同导航定位算法、协同导航定位观测、水下UUV组网等关键技术的研究特... 介绍了多无人水下航行器(UUV)协同导航定位的原理,进而详细综述了国内外多UUV协作系统及多UUV协同导航定位系统的研究进展,重点研究和分析了水声测距及通信一体化、协同导航定位算法、协同导航定位观测、水下UUV组网等关键技术的研究特点和发展趋势。研究表明,随着海洋研究的不断深入,多UUV协同导航定位系统的发展将会更注重减小体积质量、适应复杂海洋环境和能源限制方面的研究。 展开更多
关键词 无人水下航行器(UUV) 多UUV 协同导航 水下导航
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潜艇与智能无人水下航行器协同系统控制体系及决策研究 被引量：18
4
作者 王圣洁 康凤举 韩翃 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期335-344,共10页
无人作战是未来战争发展的必然趋势,然而,当下无人水下航行器(UUV)的智能水平有限,造成UUV编队在水下网络中心战(UWNCW)中的应用具有局限性。针对以上问题,将人的智能引入智能UUV编队,形成一种潜艇与智能UUV结合的协同系统,分析了系统... 无人作战是未来战争发展的必然趋势,然而,当下无人水下航行器(UUV)的智能水平有限,造成UUV编队在水下网络中心战(UWNCW)中的应用具有局限性。针对以上问题,将人的智能引入智能UUV编队,形成一种潜艇与智能UUV结合的协同系统,分析了系统的优点及复杂性,并对系统的控制体系结构及决策问题等关键技术进行了研究。对系统在突发威胁情况下的航迹规划过程进行了仿真,仿真结果表明潜艇与智能UUV协同系统能够有效地实现避障并能躲避突发威胁,提升了整个系统的应急能力。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 潜艇 智能无人水下航行器 协同 决策
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基于遗传算法的无人水下航行器深度自抗扰控制 被引量：13
5
作者 胡坤 张孝芳 刘常波 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期217-222,共6页
根据无人水下航行器(UUV)操纵控制过程的特点,设计了一种基于遗传算法的UUV深度自抗扰控制器(ADRC)。针对ADRC控制器控制参数较多的问题,将其参数设计转化为一种辨识问题。借助遗传算法,对UUV深度控制系统中的ADRC控制参数进行了辨识,... 根据无人水下航行器(UUV)操纵控制过程的特点,设计了一种基于遗传算法的UUV深度自抗扰控制器(ADRC)。针对ADRC控制器控制参数较多的问题,将其参数设计转化为一种辨识问题。借助遗传算法,对UUV深度控制系统中的ADRC控制参数进行了辨识,并对其在无外界干扰和近水面航行受波浪力干扰两种情况下的深度控制进行了仿真。数值仿真结果表明,ADRC控制可以获得较好的深度保持性能,并且具有较强的抗干扰能力。与PID控制相比,ADRC控制的操舵幅度和操舵频率有了明显降低,其控制品质有了明显提高。 展开更多
关键词 自动控制技术 无人水下航行器 深度 自抗扰控制 遗传算法
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潜伏式无人水下航行器概念设计 被引量：7
6
作者 宋保维 朱信尧 +1 位作者 梁庆卫 曹永辉 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2010年第8期107-110,128,共5页
对潜伏式无人水下航行器进行了概念设计,介绍了本航行器的组成部分。在此基础上,详细设计了潜伏控制段,并设计了两种潜伏控制方式——液压支撑式和锚链式。对这两种潜伏方式的潜伏工作过程分别进行了描述、设计了两种潜伏控制段的组成... 对潜伏式无人水下航行器进行了概念设计,介绍了本航行器的组成部分。在此基础上,详细设计了潜伏控制段,并设计了两种潜伏控制方式——液压支撑式和锚链式。对这两种潜伏方式的潜伏工作过程分别进行了描述、设计了两种潜伏控制段的组成部分并介绍了各部分的作用,在此基础上,设计了各组成部分的参数。最后,对这两种潜伏控制段进行了比较,并选择了锚链式潜伏控制结构。 展开更多
关键词 无人水下航行器 概念设计 潜伏式 液压支撑式 锚链式
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一种基于导航误差空间的无人水下航行器路径规划方法 被引量：5
7
作者 严浙平 赵玉飞 +1 位作者 陈涛 周佳加 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1243-1250,共8页
无人水下航行器(UUV)的传统路径规划方法常忽略对路径安全有重要影响的导航误差约束。针对此问题,将导航误差引入环境模型中,提出一种基于导航误差空间(NES)的全局路径规划方法。NES综合自身位置、导航误差和环境信息,将随机导航误差转... 无人水下航行器(UUV)的传统路径规划方法常忽略对路径安全有重要影响的导航误差约束。针对此问题,将导航误差引入环境模型中,提出一种基于导航误差空间(NES)的全局路径规划方法。NES综合自身位置、导航误差和环境信息,将随机导航误差转化为有确定代价的约束条件。提出符合实际导航特点的导航误差传递模型,并采用圆概率偏差(CEP)评估导航精度。目标代价同时考虑了路径长度和航行安全性等因素。运用改进A*算法进行路径搜索,获得最优路径。数字海洋环境仿真实验表明,提出的规划算法简便、快速,可有效降低路径的安全风险。 展开更多
关键词 控制科学与技术 无人水下航行器 导航误差空间 全局规划 圆概率偏差
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水下驻留无人水下航行器驻留过程建模与仿真 被引量：5
8
作者 张斌 宋保维 +1 位作者 朱信尧 朱崎峰 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期572-576,共5页
针对水下驻留无人水下航行器(UUV)的运动特点,建立了大攻角下UUV运动仿真的六自由度数学模型,提出了一种驻留UUV辅助推进器的控制方法,并对UUV驻留过程中的下潜运动进行了仿真研究。具体分析了UUV下潜驻留运动中攻角、侧滑角、速度、俯... 针对水下驻留无人水下航行器(UUV)的运动特点,建立了大攻角下UUV运动仿真的六自由度数学模型,提出了一种驻留UUV辅助推进器的控制方法,并对UUV驻留过程中的下潜运动进行了仿真研究。具体分析了UUV下潜驻留运动中攻角、侧滑角、速度、俯仰角等参数的变化规律。仿真结果表明:航行器的轴向速度在阻力作用下逐步减小,趋近于0;在辅助推进器的作用下,UUV下潜速度被限定在安全范围内,导致UUV攻角逐步增大,直至接近90°;在前后2个辅助推进器的作用下,航行器的信仰角始终被控制在合理范围内,从而确保UUV具有良好的着陆姿态。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 无人水下航行器 海底停驻 运动仿真 辅助推进器
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无人水下航行器分布式运动控制系统设计与仿真验证 被引量：10
9
作者 赵蕊 余琨 +1 位作者 郑文成 向先波 《中国舰船研究》 2014年第6期92-99,共8页
针对传统采用RS422通信的集中式管理中心任务过重、可靠性差、抗干扰能力差等缺点,设计开发一种基于CAN总线的无人水下航行器分布式控制系统。与传统的集中式控制系统相比,该控制系统可以更容易地接入功能模块且无须对现有硬件进行重新... 针对传统采用RS422通信的集中式管理中心任务过重、可靠性差、抗干扰能力差等缺点,设计开发一种基于CAN总线的无人水下航行器分布式控制系统。与传统的集中式控制系统相比,该控制系统可以更容易地接入功能模块且无须对现有硬件进行重新设计,具有很好的可扩展性,并充分考虑了该航行器的安全性及可靠性问题。首先,给出分布式控制系统的构建方案,再针对核心PC104控制管理中心给出主要控制模型方法,随后通过建立空间运动方程,完成对控制系统的模型建设和控制器软硬件设计工作,并通过实验室数字仿真和半实物仿真进行验证。结果表明,该控制系统具有性能稳定、传输效率高等特点,能够满足无人水下航行器的使用要求。 展开更多
关键词 无人水下航行器 CAN总线 运动控制 分布式控制 半实物仿真
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无人水下航行器海底停驻流体动力特性分析 被引量：4
10
作者 朱信尧 宋保维 王鹏 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期934-943,共10页
为了研究无人水下航行器(UUV)在海底停驻时水流侧向流过时的受力特性以及垂推对其的影响,采用计算流体力学(CFD)方法,用ANSYS ICEM对海底定点停驻UUV有、无垂推两种模型在距离海底不同距离以及海底不同倾角时的状况进行结构化网格划分,... 为了研究无人水下航行器(UUV)在海底停驻时水流侧向流过时的受力特性以及垂推对其的影响,采用计算流体力学(CFD)方法,用ANSYS ICEM对海底定点停驻UUV有、无垂推两种模型在距离海底不同距离以及海底不同倾角时的状况进行结构化网格划分,并利用CFX对其在不同水流速度下的流场进行了数值模拟,得到了其侧向力、升力随水流速度、距海底距离及海底倾角的变化曲线,并对计算结果进行了分析。最后,根据有、无垂推两种模型的受力仿真结果,分析了垂推对海底定点停驻UUV流体动力特性的影响。分析结果表明:侧向力受近壁面影响较小,而升力受其影响很大;侧向力和升力均随着水流速度的增大而迅速增大;侧向力随着海底倾角绝对值的增大总体呈减小的趋势,其升力则随着倾角的增大迅速增大;UUV有垂推时所受侧向力比无垂推时要大5%～15%,而升力则大数倍。 展开更多
关键词 流体力学 无人水下航行器 海底定点停驻 水动力特性 垂直推进器 结构化网格
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网络化无人水下航行器CAN总线调度方法 被引量：3
11
作者 李乐 刘卫东 李娟丽 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2012年第2期42-45,共4页
传感器时间驱动,控制器和执行器均为事件驱动的网络控制系统节点驱动方式,已在众多的网络控制系统研究中被采用。在此种节点驱动方式下,依据各控制回路传感信息的不同时间性质将网络化无人水下航行器各控制回路划分为周期性控制回路和... 传感器时间驱动,控制器和执行器均为事件驱动的网络控制系统节点驱动方式,已在众多的网络控制系统研究中被采用。在此种节点驱动方式下,依据各控制回路传感信息的不同时间性质将网络化无人水下航行器各控制回路划分为周期性控制回路和随机性控制回路来进行处理。采用时分复用原理对系统总线传输时间进行划分,通过递归遍历寻优方法对系统周期性控制回路信息传输需求进行优化调度;基本周期最小时间余量最大的寻优指标确保了总线负载均衡和随机性控制回路信息传输需求得到及时满足,这样有效地减少了低优先级控制回路(节点)信息传输的延迟等待时间。利用M ATLAB/T uretim e工具进行仿真试验,仿真结果说明了调度方法的有效性。 展开更多
关键词 无人水下航行器 时分复用 负载均衡 控制回路
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国外大型无人水下航行器发展综述 被引量：47
12
作者 钟宏伟 李国良 +1 位作者 宋林桦 莫春军 《水下无人系统学报》 北大核心 2018年第4期273-282,共10页
当今无人水下航行器(UUV)已成为世界各国海军争相研制的"热点"装备,并纷纷致力于大型UUV的研发。文中通过对大量文献的分析,梳理了美国、俄罗斯、英国及德国等主要海军国家有代表性的大型UUV的发展现状和技术特征,重点介绍了... 当今无人水下航行器(UUV)已成为世界各国海军争相研制的"热点"装备,并纷纷致力于大型UUV的研发。文中通过对大量文献的分析,梳理了美国、俄罗斯、英国及德国等主要海军国家有代表性的大型UUV的发展现状和技术特征,重点介绍了美国主要大型UUV装备的研究进展、应用情况及重要技术指标,展望了大型UUV在动力、多任务、自主性、导航及有效载荷能力方面的发展趋势。 展开更多
关键词 大型无人水下航行器 水下装备 技术指标
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国外无人水下航行器装备与技术现状及展望 被引量：89
13
作者 钟宏伟 《水下无人系统学报》 2017年第4期215-225,共11页
当今,无人水下航行器(UUV)已成为世界各国海军争相研制的"热点"装备,文中立足于国外UUV的发展历程及发展规划,通过参阅大量文献,详细梳理了各国UUV发展的主要研究机构,介绍了美国、俄罗斯、日本、韩国及主要欧洲国家典型UUV... 当今,无人水下航行器(UUV)已成为世界各国海军争相研制的"热点"装备,文中立足于国外UUV的发展历程及发展规划,通过参阅大量文献,详细梳理了各国UUV发展的主要研究机构,介绍了美国、俄罗斯、日本、韩国及主要欧洲国家典型UUV装备应用情况和重要技术指标,着重分析了当今国外UUV能源技术、自主控制技术、导航技术、通信技术及负载技术的发展现状,展望了UUV未来发展方向。 展开更多
关键词 无人水下航行器 性能指标 研究机构 典型装备
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无人水下航行器鱼雷攻击智能决策需求与方法探讨 被引量：2
14
作者 马亮 郭力强 +2 位作者 张会 杨静 刘剑 《水下无人系统学报》 2023年第2期323-328,共6页
无人装备的自主技术是当前最具活力的前沿技术领域,提高决策的智能化程度是无人水下航行器(UUV)发展的必然趋势。鱼雷攻击决策是攻击型UUV遂行攻击任务的重要环节,也是形成自组织跨域协同、自主集群对抗等作战能力的基础和前提。从梳理... 无人装备的自主技术是当前最具活力的前沿技术领域,提高决策的智能化程度是无人水下航行器(UUV)发展的必然趋势。鱼雷攻击决策是攻击型UUV遂行攻击任务的重要环节,也是形成自组织跨域协同、自主集群对抗等作战能力的基础和前提。从梳理作战运用特点和典型任务样式出发,总结UUV与有人平台相比存在的优势和不足,分析其不同于传统鱼雷攻击的决策内容,阐述决策功能实现需要解决的关键问题,并结合机器学习技术的发展现状,提出适用于解决观测数据不确定性大、攻击决策实时性难保证和模型感知交互能力弱等方面问题的智能决策方法,可为未来无人装备研制与智能决策领域的研究提供借鉴。 展开更多
关键词 无人水下航行器 作战运用 鱼雷攻击 智能决策 机器学习
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无人水下航行器的智能航行控制 被引量：4
15
作者 李聪 贾红军 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第4X期4-6,共3页
水下无人航行器是探索未知水域的重要设备,但是传统水下无人航行器的智能航行控制系统,受到水域信号传播限制,造成智能控制范围较小,为此设计无人水下航行器的智能航行控制系统。使用水域深度变换器对智能控制器进行重新设计,根据水域... 水下无人航行器是探索未知水域的重要设备,但是传统水下无人航行器的智能航行控制系统,受到水域信号传播限制,造成智能控制范围较小,为此设计无人水下航行器的智能航行控制系统。使用水域深度变换器对智能控制器进行重新设计,根据水域深度变化进行不同方式的控制切换,优化PID控制器,改变水域信号传输方式,根据需求进行多传输方式的切换;使用粒子群算法对智能控制方式进行规划,对不同水域控制方式进行最优选择,实现航行智能控制系统设计。试验结果表明,设计的控制系统能在水下2 000 m内进行有效控制,比传统控制系统多出800 m的有效范围,因此本文设计系统具备极高的有效性。 展开更多
关键词 无人水下航行器 智能航行 控制系统 粒子群算法
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无人水下航行器智能避碰系统技术研究综述 被引量：2
16
作者 王亚波 张可 赵恩娇 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期53-59,共7页
无人水下航行器作为探索海洋的关键设备,已经广泛用于完成水下搜救、勘测及海洋生物监测等军事和民用领域任务。智能避碰系统是保证无人水下航行器安全航行、高效作业的核心系统,通过处理和反馈水下环境信息辅助无人水下航行器自主控制... 无人水下航行器作为探索海洋的关键设备,已经广泛用于完成水下搜救、勘测及海洋生物监测等军事和民用领域任务。智能避碰系统是保证无人水下航行器安全航行、高效作业的核心系统,通过处理和反馈水下环境信息辅助无人水下航行器自主控制和作业。无人水下航行器智能避碰系统技术因其在安全航行作业过程中的重要作用逐渐成为领域内研究重点。首先介绍了无人水下航行器智能避碰系统的基本组成和关键技术,其次综述并分析了国内外无人水下航行器的避碰系统技术研究现状,分析并总结了避碰系统中必备的探测传感器和主流的智能避碰路径规划算法的研究现状和优劣势,最后对无人水下航行器的智能避碰系统技术研究现状进行了总结,展望了未来的发展方向。 展开更多
关键词 无人水下航行器 环境感知 模糊控制 粒子算法 人工势场法
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无人水下航行器发展 被引量：30
17
作者 兰志林 周家波 《国防科技》 2008年第2期11-15,共5页
本文简要回顾了无人水下航行器(UUV)的发展过程,分析了UUV的发展现状及其特点、使命和功能,探讨了UUV的军事应用情况及其发展重点和应用前景。
关键词 无人水下航行器 UUV
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长波通信在无人水下航行器上的应用 被引量：4
18
作者 付天晖 苏敏 《四川兵工学报》 CAS 2013年第3期83-85,共3页
针对目前无人水下航行器(UUV)通信时容易暴露自身目标的问题,提出了采用长波通信技术作为UUV的辅助通信手段。分析了将长波通信技术应用于UUV时的通信方式,研究了适合安装在UUV上的长波接收天线。
关键词 长波通信 无人水下航行器 磁性天线
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基于BTT控制的无人水下航行器动力学模型 被引量：3
19
作者 张翼超 周徐昌 +1 位作者 沈建森 石汉成 《鱼雷技术》 2012年第1期42-46,共5页
针对传统采用侧滑转弯(STT)控制技术的无人水下航行器(UUV)快速机动时由于侧滑产生较大诱导力矩及其自动驾驶仪三通道间产生较强的耦合而降低其控制系统稳定性的问题,提出了采用倾斜转弯(BTT)控制技术的改进方法。根据UUV的航行动力学... 针对传统采用侧滑转弯(STT)控制技术的无人水下航行器(UUV)快速机动时由于侧滑产生较大诱导力矩及其自动驾驶仪三通道间产生较强的耦合而降低其控制系统稳定性的问题,提出了采用倾斜转弯(BTT)控制技术的改进方法。根据UUV的航行动力学模型与倾斜转弯控制的特点,对UUV空间动力学方程进行了必要的简化,得到了基于BTT控制技术的UUV动力学模型,并从自动驾驶仪设计的简便性出发,提出了利用其法向过载作为状态变量的全状态可测量数学模型,为进一步设计基于BTT控制技术的UUV控制系统提供参考。 展开更多
关键词 无人水下航行器 倾斜转弯 动力学模型
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无人水下航行器在海军网络中心战中的应用 被引量：3
20
作者 太禄东 汤晓迪 甘怀锦 《舰船电子工程》 2009年第6期33-35,共3页
无人水下航行器(UUV)是当前海军装备发展的热点。介绍了网络中心战的优势,从无人水下航行器的特点出发,分析了无人水下航行器在海军网络中心战中的作用。
关键词 网络中心战 无人水下航行器 数据链
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