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大小舵布局水下无人航行器最优控制分配方法
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作者 张鑫 胡志强 +1 位作者 刘健 曾俊宝 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第5期885-891,共7页
针对中高速水下无人航行器(AUV)提高容错控制能力、兼顾机动性与控制精度等需求,本文提出一种“非对称X型艉舵+小水平艏舵”的AUV舵布局策略,并研究与之相适应的高效控制分配方法.本文提出的舵布局策略通过大小舵配合,在力矩需求较小时... 针对中高速水下无人航行器(AUV)提高容错控制能力、兼顾机动性与控制精度等需求,本文提出一种“非对称X型艉舵+小水平艏舵”的AUV舵布局策略,并研究与之相适应的高效控制分配方法.本文提出的舵布局策略通过大小舵配合,在力矩需求较小时,优先使用小舵以提高控制精度,力矩需求较大时,大小舵协作以满足机动性需求.建立了适用于该布局策略的控制分配模型并转化为二次规划问题,采用两阶段法求解该模型,依次为确定大舵使能阶段和求解小舵需求阶段.所形成的二次规划问题采用OSQP求解方法,首先,通过快速迭代得到中低精度解,再进行一次解精确处理,兼顾求解效率和精度.最后,通过机动性与精度、容错控制及不同二次规划方法,求解效率对比等3方面仿真,验证了研究方法的有效性. 展开更多
关键词 水下无人航行 X型舵 控制分配 二次规划 容错控制 OSQP
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带有扰动观测模型预测控制的水下无人航行器对接控制
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作者 张伟 王强 +2 位作者 吴奇阳 郑岩 杜雪 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第4期634-642,共9页
为实现水下无人航行器的回收,本文将回收中的动态对接问题转换为水下无人航行器与母船的位姿同步控制问题。在水下无人航行器动态对接母船存在外界扰动的情况下,设计了带有扰动观测器的非线性模型预测控制方案。对水下无人航行器的五自... 为实现水下无人航行器的回收,本文将回收中的动态对接问题转换为水下无人航行器与母船的位姿同步控制问题。在水下无人航行器动态对接母船存在外界扰动的情况下,设计了带有扰动观测器的非线性模型预测控制方案。对水下无人航行器的五自由度模型加入相对于惯性系的恒定或缓慢变化的扰动,利用非线性扰动观测器对这些扰动进行估计,并将其输入到模型预测中来增强控制器的鲁棒性。研究表明:通过求解非线性优化问题得到最优控制,使得水下无人航行器能够和母船的位姿保持一致,完成对接过程。本文控制器能够有效抵抗外界扰动,提高对接任务的控制精度。 展开更多
关键词 水下无人航行 动态对接 位姿同步控制 外界扰动 估计 鲁棒性 非线性模型预测控制 非线性扰动观测 非线性优化问题 最优控制
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水声通信多约束下水下无人航行器集群路径规划策略
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作者 徐明华 金建钢 王斌 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第8期1583-1592,共10页
针对水下无人航行器集群在水声通信影响下水雷探测任务的路径规划与任务分配需求,本文提出了一种基于自适应大邻域算法的两阶段协同探测方法。通过“粗扫全覆盖+精扫路径规划”策略,结合通信约束动态优化水下无人航行器航速,利用多水下... 针对水下无人航行器集群在水声通信影响下水雷探测任务的路径规划与任务分配需求,本文提出了一种基于自适应大邻域算法的两阶段协同探测方法。通过“粗扫全覆盖+精扫路径规划”策略,结合通信约束动态优化水下无人航行器航速,利用多水下无人航行器协同完成海域粗扫并定位可疑目标区域。随后对可疑目标区域进行精细化扫描并以探测效率最优为目标,采用容量限制的水下无人航行器路径规划模型对多个可疑目标区域进行路径规划。数值仿真结果表明:本文提出的方法能根据海域面积、通信带宽及水下无人航行器数量生成高效探测方案,边际效益量化模型验证了其经济性与有效性。 展开更多
关键词 水下无人航行 集群协同 路径规划 水雷探测 自适应大邻域算法 边际效益 航速优化 任务分配
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基于控制障碍函数的欠驱动无人水下航行器椭圆障碍物避障制导
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作者 野汶博 方洋旺 +1 位作者 洪瑞阳 胡祁东 《兵工学报》 北大核心 2025年第5期356-368,共13页
为保证无人水下航行器在执行海岸线巡逻、大型船只避碰以及穿越密集岛礁等复杂任务时的安全性,提出一种基于控制障碍函数的椭圆模型障碍物避障方法。在对障碍物进行椭圆形建模的基础上设计包含艏向角约束的控制障碍函数,构建带有约束条... 为保证无人水下航行器在执行海岸线巡逻、大型船只避碰以及穿越密集岛礁等复杂任务时的安全性,提出一种基于控制障碍函数的椭圆模型障碍物避障方法。在对障碍物进行椭圆形建模的基础上设计包含艏向角约束的控制障碍函数,构建带有约束条件的二次规划问题,通过与无障碍环境下的制导律相结合,得到闭式解形式的避障制导律。仿真结果验证了所提方法的有效性,可全局上满足安全性和稳定性要求,对于无人水下航行器在复杂海洋环境中的安全航行具有实际应用价值。 展开更多
关键词 欠驱动无人水下航行 控制障碍函数 椭圆障碍物 避障 制导律 二次规划
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水下无人航行器高速航行下的运动特性及仿真控制研究
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作者 王磊 任梦晨 +3 位作者 张占阳 李德军 张伟 杨青松 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第6期86-89,共4页
水下无人航行器具有水下活动范围大、机动性好优点,主要用于大范围地形地貌勘探,水下高速长航程航行时,水下航行器运动特性和姿态控制是研究重点。本文建立水下航行器垂直面航行运动模型,分析高速航行下的运动特性。为保证高速航行高效... 水下无人航行器具有水下活动范围大、机动性好优点,主要用于大范围地形地貌勘探,水下高速长航程航行时,水下航行器运动特性和姿态控制是研究重点。本文建立水下航行器垂直面航行运动模型,分析高速航行下的运动特性。为保证高速航行高效稳定,提出PID方法控制纵倾和滑模方法控制深度的组合控制策略。通过仿真试验,开展高速航行运动仿真研究。研究结果表明,在高速航行下,水下航行器会产生一定纵倾,且随着航速增加,纵倾影响会越大,高速状态放大了水下航行器外形上下轻微不对称的特性,诱导产生的垂向水动力及力矩增大,进而引起纵倾;在高速航行条件下,水下航行器能稳定保持定深度长距离航行,控制策略具有很好的适用性。 展开更多
关键词 水下无人航行 运动特性 高速航行 仿真 控制
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水下无人航行器发电及储能技术研究 被引量:1
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作者 黄文飞 张驰 +3 位作者 陈友鹏 陈榕 郑鸿宏 杨承昭 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第1期115-120,共6页
自水下无人航行器出现以来,关于其发电和储能系统的研究就从未停止。对适合长期部署的自供电水下无人航行器的需求一直在增长,需进一步研究小规模海洋梯度能源系统。本文综述了利用海洋热能(海水温差、相变材料和热电发生器)和海洋环境... 自水下无人航行器出现以来,关于其发电和储能系统的研究就从未停止。对适合长期部署的自供电水下无人航行器的需求一直在增长,需进一步研究小规模海洋梯度能源系统。本文综述了利用海洋热能(海水温差、相变材料和热电发生器)和海洋环境能(风能、太阳能和波浪能)的发电技术,总结其优缺点。同时,介绍目前及未来用于水下无人航行器的储能电池,包括锂电池、燃料电池、半燃料电池等。最后,对水下无人航行器电池的未来发展方向进行讨论,为其发电及储能技术发展提供一定参考。 展开更多
关键词 水下无人航行 发电系统 储能系统
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水下无人航行器编队协同搜索研究综述 被引量:1
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作者 王中 温志文 蔡卫军 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第2期57-62,共6页
随着水下无人航行器(UUV)及相关技术的发展,UUV已被广泛用于执行扫雷、侦察、情报搜索及海洋探测等任务。通过多UUV编队协同,可克服单UUV探测、捕获目标能力有限、作战效能不高的弱点,以满足应对多种复杂任务需求。作为UUV编队协同关键... 随着水下无人航行器(UUV)及相关技术的发展,UUV已被广泛用于执行扫雷、侦察、情报搜索及海洋探测等任务。通过多UUV编队协同,可克服单UUV探测、捕获目标能力有限、作战效能不高的弱点,以满足应对多种复杂任务需求。作为UUV编队协同关键任务之一,UUV编队协同搜索是当今水下协同研究中的一个重要方向。本文综述UUV编队协同搜索的应用研究和方法研究进展情况,分析探讨了UUV编队协同搜索面临的挑战和应用进展。研究成果对进一步发展未来水下无人集群协同具有一定参考意义。 展开更多
关键词 水下无人航行 编队协同 搜索方法
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水下无人航行器多目标优化设计研究进展
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作者 吴昌脉 景易凡 +1 位作者 王斌 阮华 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第10期9-15,共7页
水下无人航行器设计具有参数多、目标性能相互耦合的特点,传统设计方法在平衡各个设计目标过程中占用过多时间和计算资源,影响设计进程。多目标优化方法通过多性能的参数化建模给水下无人航行器的优化设计提供了简洁有效的解决方案,提... 水下无人航行器设计具有参数多、目标性能相互耦合的特点,传统设计方法在平衡各个设计目标过程中占用过多时间和计算资源,影响设计进程。多目标优化方法通过多性能的参数化建模给水下无人航行器的优化设计提供了简洁有效的解决方案,提升了设计效率与质量。本文对多目标优化方法在水下无人航行器设计上的研究进行整理与总结,首先概述多目标优化方法的优化机理,强调水下无人航行器多目标优化设计的优势性;其次围绕外形、结构、动力推进等几个设计方向上的多目标问题,总结归纳了当前的研究进展;最后结合未来发展趋势,提出水下无人航行器多目标优化设计的发展设想,旨在为相关技术研究提供有益借鉴与参考。 展开更多
关键词 水下无人航行 多目标问题 优化设计
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水下无人航行器实时轨迹跟踪控制方法研究
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作者 王丽 幽瑞超 +1 位作者 苏丽亭 张连超 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第11期115-118,共4页
针对水下无人航行器受外界不确定因素影响产生航行准确度低的问题,研究水下无人航行器实时轨迹跟踪控制方法。分析水下无人航行器运动特性,设计基于贝叶斯神经网络的水下无人航行器自适应控制器,以水下无人航行器的参考速度信号为网络输... 针对水下无人航行器受外界不确定因素影响产生航行准确度低的问题,研究水下无人航行器实时轨迹跟踪控制方法。分析水下无人航行器运动特性,设计基于贝叶斯神经网络的水下无人航行器自适应控制器,以水下无人航行器的参考速度信号为网络输入,通过网络的不断训练,输出控制力矩,促使水下无人航行器的航行点与预设航行位误差趋近于0,完成实时轨迹跟踪控制。实验结果表明,该方法可完成直线轨迹、圆形曲线轨迹的跟踪控制,且航行点与预设航行位误差小、收敛快、波动次数少,具备轨迹跟踪控制抗干扰能力强、适应能力强的优势。 展开更多
关键词 水下无人航行 轨迹跟踪控制 贝叶斯神经网络 自适应控制 预设航行
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多功能遥控水下无人航行器阻力特性研究
10
作者 胡测 王光越 李坤 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第23期88-92,共5页
针对深海目标探测、打捞作业的安全、高效要求,研制一型多推进系统矢量配置的多功能遥控水下无人航行器。针对航行器系统配置和作业性能参数,首先采用流体力学方法分析计算多种工况下外形阻力和脐带电缆阻力特性,通过水平面多推进器环... 针对深海目标探测、打捞作业的安全、高效要求,研制一型多推进系统矢量配置的多功能遥控水下无人航行器。针对航行器系统配置和作业性能参数,首先采用流体力学方法分析计算多种工况下外形阻力和脐带电缆阻力特性,通过水平面多推进器环形矢量配置和垂直面推进器对称分布配置,解耦垂直面和水平面运动,实现航行器高效多自由度运动。然后,根据推进器的性能和不同工况下航行器阻力特性计算分析,拟合阻力、动力、速度关系曲线,校验推进系统配置的合理性。最后对比分析阻力特性与推进器推力输出特性,结果表明航行器动力配置方式及推进器效能满足航行器机动作业性能要求。 展开更多
关键词 遥控水下无人航行 航行阻力 脐带电缆阻力 阻力匹配
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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
11
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(uuv) uuv 协同导航 水下导航
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引入改进蝠鲼觅食优化算法的水下无人航行器三维路径规划 被引量:26
12
作者 黄鹤 李潇磊 +2 位作者 杨澜 王会峰 茹锋 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期9-18,共10页
针对复杂环境下传统群体智能优化算法在求解水下无人航行器(UUV)路径规划的过程中存在路径搜索能力不足、易陷入局部最优等问题,提出了一种引入改进蝠鲼觅食优化算法的UUV三维路径规划方法。首先,根据UUV在水下航行时的实际环境,建立相... 针对复杂环境下传统群体智能优化算法在求解水下无人航行器(UUV)路径规划的过程中存在路径搜索能力不足、易陷入局部最优等问题,提出了一种引入改进蝠鲼觅食优化算法的UUV三维路径规划方法。首先,根据UUV在水下航行时的实际环境,建立相关地形模型和威胁源模型;其次,对传统的蝠鲼觅食优化算法进行改进,相关改进包括在初始化过程中加入局部反向学习机制优化种群的位置,提高了种群的多样性;根据每次迭代后种群个体适应度的不同,改进蝠鲼翻滚觅食的翻滚因子S,由此实现一种自适应翻滚,有利于跳出局部最优;同时,在蝠鲼螺旋觅食过程中融合莱维飞行-柯西变异策略,扩大了搜索路径和种群搜索范围,提升了算法寻找全局最优的能力;最后,将改进的蝠鲼觅食优化算法引入到UUV的路径规划中,进行相应的实验模拟。实验结果表明:在地形1中采用改进的蝠鲼觅食优化算法所规划的路径相比于灰狼算法和蝠鲼觅食优化算法分别降低了32.49 km和23.88 km,航迹代价分别降低了9.68和4.04;在地形2中采用改进的蝠鲼觅食优化算法所规划的路径相较于灰狼算法和蝠鲼觅食优化算法分别降低了20.83 km和29.95 km,航迹代价分别降低了10.14和3.18;同时,所提路径规划方法能够使UUV有效地避开障碍物、威胁物等,较大地降低了风险成本,安全性更高。 展开更多
关键词 水下无人航行 路径规划 蝠鲼觅食优化算法 全局最优
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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:19
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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 科学与技术 潜艇 智能无人水下航行 协同 决策
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基于反馈增益反步法欠驱动无人水下航行器三维路径跟踪控制 被引量:10
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作者 王宏健 陈子印 +1 位作者 贾鹤鸣 李娟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期66-77,共12页
针对欠驱动无人水下航行器的三维空间路径跟踪控制问题.基于虚拟向导建立载体坐标系下的三维路径跟踪运动学误差模型,首先设计跟踪误差反馈增益形式的线性控制项镇定位置跟踪系统,避免计算虚拟控制量导数的复杂形式;然后基于反步法设计... 针对欠驱动无人水下航行器的三维空间路径跟踪控制问题.基于虚拟向导建立载体坐标系下的三维路径跟踪运动学误差模型,首先设计跟踪误差反馈增益形式的线性控制项镇定位置跟踪系统,避免计算虚拟控制量导数的复杂形式;然后基于反步法设计动力学控制器,通过合理的选择控制器参数消除了部分非线性项,简化了虚拟控制量的形式,同时避免了采用传统反步法设计控制器时存在的奇异值问题,基于李雅普诺夫稳定性理论设计鲁棒反馈补偿项,保证了闭环跟踪误差系统状态的一致最终有界.仿真实验表明本文设计控制器能够精确跟踪三维曲线路径,并对外界干扰具有较好的鲁棒性. 展开更多
关键词 欠驱动无人水下航行 三维路径跟踪 反步法 反馈增益 虚拟向导
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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:14
15
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 海底停驻 水动力特性 数值仿真 结构化网格 辅助推进 支撑机构中
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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
16
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 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
17
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 概念设计 潜伏式 液压支撑式 锚链式
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海洋勘测水下无人航行器的自主控制技术研究 被引量:8
18
作者 严浙平 赵玉飞 陈涛 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1152-1158,共7页
针对水下无人航行器的海洋勘测任务,提出了一种基于多智能体(MAS)的自主控制技术.自主控制结构采用分布式的智能体结构,智能体之间通过通信和协作来共同完成复杂的整体操作.海洋勘测使命要求航行器在动态不确定的环境中,利用不同的勘测... 针对水下无人航行器的海洋勘测任务,提出了一种基于多智能体(MAS)的自主控制技术.自主控制结构采用分布式的智能体结构,智能体之间通过通信和协作来共同完成复杂的整体操作.海洋勘测使命要求航行器在动态不确定的环境中,利用不同的勘测传感器进行多个局部区域的勘测.引入基于多属性路径点的使命描述方法,方便使命描述和控制.使命控制过程采用离散事件驱动的Petri网形式建模.针对事件管理过程中并发事件缺乏中央控制的问题,离散事件被赋予优先级以消除冲突.通过湖海试验验证了所提自主控制技术的可行性和有效性. 展开更多
关键词 水下无人航行 海洋勘测 使命控制 多智能体 PETRI网
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水下无人航行器机械手系统动力学建模与协调运动轨迹优化 被引量:9
19
作者 黄海 张国成 杨溢 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1437-1443,1451,共8页
针对水下无人航行器和机械手系统,研究了动力学建模与协调运动的轨迹优化技术.基于水下无人航行器和机械手系统的运动学模型,使用Newton-Eulerian方法反向递推得到系统的动力学模型,系统分析了恢复力矩和耦合作用力,并以动力学模型为基... 针对水下无人航行器和机械手系统,研究了动力学建模与协调运动的轨迹优化技术.基于水下无人航行器和机械手系统的运动学模型,使用Newton-Eulerian方法反向递推得到系统的动力学模型,系统分析了恢复力矩和耦合作用力,并以动力学模型为基础,通过对偶原理结合遗传算法建立了水下无人航行器和机械手系统协调运动的轨迹优化算法.仿真结果表明,在没有协调运动轨迹优化和航行器姿态控制的情况下,手臂的俯仰和摆动对航行器产生比较大的影响,所建立的协调运动轨迹优化算法通过航行器和机械手协调运动较大地减小了作业过程中恢复力矩对航行器的作用,使得航行器具有更多的控制力保持作业中的姿态并应付外界扰动,通过和微粒群算法的比较证明了该算法的优越性. 展开更多
关键词 水下无人航行 机械手 动力学建模 运动轨迹优化
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基于强跟踪CKF的无人水下航行器SLAM 被引量:15
20
作者 王宏健 傅桂霞 +1 位作者 李娟 李村 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2542-2550,共9页
针对基于容积卡尔曼滤波(CKF)的无人水下航行器(UUV)同步定位与地图构建(SLAM)存在对模型参数变化的鲁棒性差、收敛速度慢、对突变状态跟踪能力低等问题,通过在CKF中引入渐消因子和弱化因子,提出了一种基于强跟踪CKF(STCKF)的SLAM算法(S... 针对基于容积卡尔曼滤波(CKF)的无人水下航行器(UUV)同步定位与地图构建(SLAM)存在对模型参数变化的鲁棒性差、收敛速度慢、对突变状态跟踪能力低等问题,通过在CKF中引入渐消因子和弱化因子,提出了一种基于强跟踪CKF(STCKF)的SLAM算法(STCKF-SLAM)。首先建立UUV的运动模型、特征模型、测距声呐模型,然后基于霍夫变换从多测距声呐测量数据中提取堤岸线特征,最终采用STCKF实现了UUV的同步定位与地图构建。基于UUV海试数据的仿真实验结果表明:相比CKF-SLAM算法,STCKF-SLAM算法保持了对突变状态的强跟踪能力,且均方根误差降低了13%,提高了SLAM系统的精确性,可应用于UUV长航时水下隐蔽作业。 展开更多
关键词 无人水下航行 同步定位与地图构建 多测距声呐 霍夫变换 强跟踪容积卡尔曼滤波
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