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基于改进人工蜂群算法的HOV三维路径规划 被引量:2
1
作者 陈帅华 赵洋 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第11期76-82,共7页
载人潜水器的三维全局路径规划研究对其智能化水平的提高有着重要作用。以“奋斗者”号载人潜水器为研究对象,首先建立三维真实海底地形模型和海流模型;其次,综合考虑路径长度、地形代价和能量消耗代价等目标,建立路径规划的代价函数。... 载人潜水器的三维全局路径规划研究对其智能化水平的提高有着重要作用。以“奋斗者”号载人潜水器为研究对象,首先建立三维真实海底地形模型和海流模型;其次,综合考虑路径长度、地形代价和能量消耗代价等目标,建立路径规划的代价函数。最后,使用改进人工蜂群算法对该路径规划问题进行求解,并分别与基本人工蜂群算法、遗传算法和粒子群算法进行比较。仿真结果表明,改进后的人工蜂群算法可以不断跳出局部最优,为载人潜水器高效地规划出满足性能要求的航行路径。 展开更多
关键词 载人潜水器 路径规划 人工蜂群算法
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基于DR/USBL的HOV组合导航算法 被引量:1
2
作者 刘贤俊 叶鹏 +2 位作者 张同伟 刘锡祥 盛广润 《水下无人系统学报》 2022年第4期494-499,共6页
针对近海底作业的深海载人潜水器(HOV),提出了一种经济可行的组合导航算法。该算法利用HOV搭载的多普勒测速仪、捷联罗经构成航位推算(DR)系统,结合超短基线(USBL)水声定位系统提供的位置信息设计了一个四维卡尔曼滤波器构成DR/USBL组... 针对近海底作业的深海载人潜水器(HOV),提出了一种经济可行的组合导航算法。该算法利用HOV搭载的多普勒测速仪、捷联罗经构成航位推算(DR)系统,结合超短基线(USBL)水声定位系统提供的位置信息设计了一个四维卡尔曼滤波器构成DR/USBL组合导航系统。考虑到USBL实测定位数据中包含大量野值和少量缺失值,设计了一种利用DR辅助USBL的在线数据清洗方案,该方案具有较强的鲁棒性,能够为DR/USBL组合导航系统提供连续一致的量测数据。基于海试数据的半物理仿真结果表明,DR/USBL组合导航系统能够有效地融合2个系统的优点,输出更平滑精度更高的位置信息,定位误差不超过25 m。 展开更多
关键词 载人潜水器 航位推算 超短基线 组合导航
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深海载人潜水器的水下稳性分析研究
3
作者 胡中惠 刘帅 +2 位作者 曲文新 叶聪 胡震 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期716-724,共9页
水下稳性是深海载人潜水器重要的总体性能之一,通过稳心高(GB)衡量潜水器的稳性,其指标大小与潜水器的操纵和安全息息相关。潜水器在运动过程中,海洋参数随深度变化以及潜水器自身压载变化引起潜水器稳心高发生变化。本文以稳心高基本... 水下稳性是深海载人潜水器重要的总体性能之一,通过稳心高(GB)衡量潜水器的稳性,其指标大小与潜水器的操纵和安全息息相关。潜水器在运动过程中,海洋参数随深度变化以及潜水器自身压载变化引起潜水器稳心高发生变化。本文以稳心高基本公式为基础,结合潜水器耐压结构、浮力材料和液压油的浮力损失计算方法,建立深海载人潜水器水下稳心高数学模型,提出一种深海载人潜水器水下稳性分析方法。以“深海勇士”号载人潜水器为研究对象,对深海载人潜水器的水下稳性进行计算分析,得出深海载人潜水器水下稳心高的变化规律,可为深海载人潜水器的设计提供参考。 展开更多
关键词 载人潜水器 水下稳性 稳心高
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基于几何相似性的载人潜水器无动力潜浮运动预报
4
作者 胡中惠 曲文新 +1 位作者 刘帅 叶聪 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第11期6-9,共4页
无动力下潜和上浮可以大大节省潜水器的能源,提高潜水器在水下的作业时间,是潜水器水下作业能力的重要基础之一。本文以载人潜水器受力分析为基础,基于几何相似性理论,获取载人潜水器潜浮速度与潜水器水中重力之间的关系,建立载人潜水... 无动力下潜和上浮可以大大节省潜水器的能源,提高潜水器在水下的作业时间,是潜水器水下作业能力的重要基础之一。本文以载人潜水器受力分析为基础,基于几何相似性理论,获取载人潜水器潜浮速度与潜水器水中重力之间的关系,建立载人潜水器无动力潜浮运动预报模型。以“蛟龙”号载人潜水器为例,采用所建立的潜浮运动预报模型对7000 m无动力潜浮运动进行预报,通过对比分析可知,本文所建立预报模型的预报精度优于基于标准运动模型的预报精度,验证了本文所建立模型的可行性和有效性,为在实际应用中对无动力潜浮运动的准确预报提供了可靠的技术手段。 展开更多
关键词 载人潜水器 几何相似性 潜浮运动 无动力
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深海载人潜水器多约束先验图像增强方法
5
作者 秦豪 赵洋 王国刚 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第2期143-149,共7页
针对深海载人潜水器人造光源照射造成深海图像颜色失真、散射模糊以及光照不均匀等图像降质问题,提出一种基于多约束先验的贝叶斯Retinex深海载人潜水器图像增强方法。该方法首先通过一种基于统计的颜色校正方法对图像进行色彩校正处理... 针对深海载人潜水器人造光源照射造成深海图像颜色失真、散射模糊以及光照不均匀等图像降质问题,提出一种基于多约束先验的贝叶斯Retinex深海载人潜水器图像增强方法。该方法首先通过一种基于统计的颜色校正方法对图像进行色彩校正处理,然后对光照图先后进行平滑、结构和不均匀光照高亮区域3种先验,并将3种先验条件结合到贝叶斯模型当中,并选取Lab颜色空间中L分量作为初始光照图来进行光照图估计的最优化求解。最后,通过伽马校正的方法对光照图和反射图进行处理,获得增强后的深海图像。实验结果表明,所提出的方法平均运行时间4.39 s,具有较低的复杂度,更加适合深海恶劣环境下的图像增强,处理得到的深海图像具有更好的观测效果。 展开更多
关键词 水下图像增强 贝叶斯估计 RETINEX理论 深海载人潜水器
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基于PVDF球形换能器的载人潜水器浮力材料损伤侦听定位技术
6
作者 丁忠军 尹广睿 +2 位作者 刘晨 刁广照 李洪宇 《船海工程》 北大核心 2024年第4期6-12,共7页
针对载人潜水器作业过程中浮力材料受损位置难以实时监测、定位的问题,提出一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)球形换能器的载人潜水器浮力材料损伤定位的方法。为确定损伤部位中浮力材料损伤的精确位置,设计了基于最优四元阵列原理的PVDF球形换... 针对载人潜水器作业过程中浮力材料受损位置难以实时监测、定位的问题,提出一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)球形换能器的载人潜水器浮力材料损伤定位的方法。为确定损伤部位中浮力材料损伤的精确位置,设计了基于最优四元阵列原理的PVDF球形换能器阵列。利用时延差值法进行声源定位模型的建立,获得浮力材料断裂部位的精确坐标。为提取有效的浮力材料断裂声信号,设计了基于改进DnCNN(denoising convolutional neural network)声信号去噪方法。根据定位原理设计了浮力材料损伤定位的软硬件系统,并搭建实验平台验证了方法的可行性。实验结果表明,基于改进DnCNN声信号去噪方法在实验室模拟噪声环境下,可以对浮力材料断裂目标信号进行有效提取;在声源位置距离球形换能器中远距离处取得了良好的定位效果,定位误差为±0.2 m,符合定位要求。 展开更多
关键词 载人潜水器 损伤定位 PVDF球形换能器阵列 DnCNN神经网络
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大深度载人潜水器钛合金框架试验研究 被引量:9
7
作者 胡勇 崔维成 刘涛 《船舶力学》 EI 北大核心 2006年第2期73-81,共9页
对大深度载人潜水器来说,框架是潜水器的设备载体,不仅要保证框架在各种使用工况下其强度满足要求,而且还要保证框架具有合理的刚度,保证设备、电缆液压管路的正常使用。对框架进行试验验收是检验框架安全性最为重要的环节。由于框架是... 对大深度载人潜水器来说,框架是潜水器的设备载体,不仅要保证框架在各种使用工况下其强度满足要求,而且还要保证框架具有合理的刚度,保证设备、电缆液压管路的正常使用。对框架进行试验验收是检验框架安全性最为重要的环节。由于框架是空间结构,布置的大大小小上百个设备都作用在框架上,在试验过程中对这些设备进行完全载荷模拟和框架变形的测量相当困难。在此之前,我国还没有进行过类似大深度载人潜水器钛合金框架试验。本文的主要目的是介绍和总结这次框架试验。本文所涉及的内容包括载荷的模拟方法,应力、变形的测量方法、试验中可能出现的安全问题及其解决办法,试验岗位的配置,试验的后处理任务等等。同时,本文将试验结果与理论分析进行了比较,对大深度载人潜水器框架结构的安全评估等内容进行了探讨,可供以后的类似试验作为参考依据。 展开更多
关键词 载人潜水器 框架 试验
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基于Rayleigh-Ritz法的载人潜水器观察窗位移与应力分析(英文) 被引量:5
8
作者 林景高 张文明 +1 位作者 冯雅丽 康翌婷 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期635-644,共10页
为了全面地描述整个观察窗上的位移和应力分布,基于Rayleigh-Ritz位移变分法提出了观察窗的位移和应力的理论计算模型,并以锥台形观察窗为例,得到自由边界和固定边界条件下的位移分量表达式。为了验证理论模型的有效性,对蛟龙号载人潜... 为了全面地描述整个观察窗上的位移和应力分布,基于Rayleigh-Ritz位移变分法提出了观察窗的位移和应力的理论计算模型,并以锥台形观察窗为例,得到自由边界和固定边界条件下的位移分量表达式。为了验证理论模型的有效性,对蛟龙号载人潜水器主观察窗在两种边界条件下由有限元法和Rayleigh-Ritz法计算的位移和应力结果进行了对比,结果表明:Rayleigh-Ritz法计算的位移与应力分量的结果与有限元法计算结果吻合较好。较传统的应力计算方法而言,基于Rayleigh-Ritz法提出的理论模型更适用于描述整个观察窗上的位移和应力分布。 展开更多
关键词 观察窗 Rayleigh-Ritz法 轴对称结构 有限元 载人潜水器
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载人潜器载人舱布局优化 被引量:5
9
作者 刘峰 韩端锋 韩海辉 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期30-37,共8页
针对载人潜器载人舱布局问题,以模糊层次综合评估方法为主要方法开展了载人潜器载人舱布局方案综合评估的研究工作。研究了评估指标体系的构建原则和分析标准,对载人潜器载人舱布局进行了人机工程要求分析,并在此基础上建立了载人潜器... 针对载人潜器载人舱布局问题,以模糊层次综合评估方法为主要方法开展了载人潜器载人舱布局方案综合评估的研究工作。研究了评估指标体系的构建原则和分析标准,对载人潜器载人舱布局进行了人机工程要求分析,并在此基础上建立了载人潜器载人舱布局方案的评估指标体系及其递阶层次结构;提出了载人舱布局评估流程,对于该流程的可行性进行了有效验证;建立了布局优化评估的数学模型,选择并列选择遗传算法作为布局优化的求解方法。最后,针对一型载人潜器载人舱布局进行了研究,得到了优化的布局,验证了指标体系及算法的可行性,为载人潜器载人舱布局设计提供了参考。 展开更多
关键词 载人潜器 载人舱 指标体系 布局优化 并列选择遗传算法
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载人潜水器—机械手系统动力学研究 被引量:3
10
作者 谢俊元 须文波 +1 位作者 徐鹏飞 崔维成 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第5期705-711,共7页
首先介绍了潜水器—机械手系统的一般动力学模型;针对载人潜水器(HOV)作业运动仿真培训的需要,提出了适用于运动仿真的HOV水下机械手动力学、运动学数学模型。结合已建立的HOV六自由度运动仿真模型,进行了HOV—机械手系统动力学运动学... 首先介绍了潜水器—机械手系统的一般动力学模型;针对载人潜水器(HOV)作业运动仿真培训的需要,提出了适用于运动仿真的HOV水下机械手动力学、运动学数学模型。结合已建立的HOV六自由度运动仿真模型,进行了HOV—机械手系统动力学运动学仿真计算,给出了三自由度水下机械手典型作业运动时,机械手手端运动轨迹及HOV姿态角变化的仿真结果。计算结果表明了研究的可行性和有效性;研究结果已被用于HOV的模拟培训器中。 展开更多
关键词 载人潜水器(hov) 潜水器-机械手系统 动力学 运动学建模
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BLISCO方法在载人潜水器设计中的应用 被引量:8
11
作者 赵敏 崔维成 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第2期259-268,共10页
结合两级集成系统综合方法(Bi-Level Integrated System Synthesis)和协同优化(Collaborative Optimization)方法的主要特点,提出了一种新的多学科设计优化方法—两级集成系统协同优化方法(Bi-Level Integrated Sys-tem Collaborative O... 结合两级集成系统综合方法(Bi-Level Integrated System Synthesis)和协同优化(Collaborative Optimization)方法的主要特点,提出了一种新的多学科设计优化方法—两级集成系统协同优化方法(Bi-Level Integrated Sys-tem Collaborative Optimization,BLISCO)。它的关键思想是将设计变量分为系统级设计变量和子系统设计变量,并在保留协同优化方法协同机制的同时,用子系统耦合输出响应的加权和代替一致性约束作为子系统优化的目标函数。通过电子封装优化设计问题验证了BLISCO的收敛性、准确性以及鲁棒性。最后,文中将BLISCO方法应用于载人潜水器的多学科设计优化,大大提升了载人潜水器的总体综合性能。 展开更多
关键词 两级集成系统协同优化方法(BLISCO) 载人潜水器 多学科设计优化
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载人深潜器接近海底结构物时水动力变化特性研究 被引量:4
12
作者 李刚 段文洋 《船舶力学》 EI 北大核心 2012年第8期877-884,共8页
采用数值模拟和试验相结合的方法对某型载人深潜器水下接近海底结构物时的水动力变化规律进行了研究,验证了数值方法的可靠性,通过数值模拟对物理试验的外延,得到了许多重要的水动力的变化规律,对载人深潜器操纵性能预报具有参考价值,... 采用数值模拟和试验相结合的方法对某型载人深潜器水下接近海底结构物时的水动力变化规律进行了研究,验证了数值方法的可靠性,通过数值模拟对物理试验的外延,得到了许多重要的水动力的变化规律,对载人深潜器操纵性能预报具有参考价值,对水下物体间的协同工作具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 载人深潜器 水动力特性 海底结构物 数值模拟和模型试验
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载人潜水器在母船上系固时的受力计算及分析 被引量:1
13
作者 周轶美 王建国 +1 位作者 魏芳 罗薇 《中国舰船研究》 2012年第5期38-42,共5页
载人潜水器在母船上系固时的安全性是7 000 m载人潜水器母船设计的关键技术之一,准确预报载人潜水器在母船上系固时受到的作用力,对于潜水器系固装置的设计及系固安全性评估至关重要。根据耐波性理论,针对潜水器搭载母船的实际线型和航... 载人潜水器在母船上系固时的安全性是7 000 m载人潜水器母船设计的关键技术之一,准确预报载人潜水器在母船上系固时受到的作用力,对于潜水器系固装置的设计及系固安全性评估至关重要。根据耐波性理论,针对潜水器搭载母船的实际线型和航行海域情况,提出了基于搭载母船耐波性预报的潜水器系固时受力的简便计算方法,该方法可以计算不同海况时的受力情况,能适应潜水器不同存放或维修工况下系固设计的需要,具有较好的工程适用价值。 展开更多
关键词 载人潜水器 系固 作用力 安全性 WAVMO软件
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一种虚拟现实的深潜器运动仿真系统 被引量:2
14
作者 谢俊元 《船舶力学》 EI 北大核心 2005年第4期53-60,共8页
本文提出了一种基于虚拟现实的深潜器运动仿真设计思想。文中简述了该仿真系统的硬件组成和软件体系结构、实时仿真算法以及仿真数学模型,同时也介绍了仿真系统的其它模块,如三维航迹显示模块和避碰检测模块等。文中最后给出了该系统的... 本文提出了一种基于虚拟现实的深潜器运动仿真设计思想。文中简述了该仿真系统的硬件组成和软件体系结构、实时仿真算法以及仿真数学模型,同时也介绍了仿真系统的其它模块,如三维航迹显示模块和避碰检测模块等。文中最后给出了该系统的一些仿真结果和结论。 展开更多
关键词 载人潜水器 运动仿真 三维虚拟现实
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基于模糊综合评判理论的载人深潜器操纵技巧评价方法 被引量:8
15
作者 谢俊元 须文波 《船舶力学》 EI 北大核心 2007年第5期708-715,共8页
简要介绍了模糊综合评判的基本理论及其评判原理;简述了模糊综合评判多层次模型的建模与分级评判方法;提出了载人深潜器航行和作业技巧综合评价体系,构建了载人深潜器操纵技巧综合评价的二级模型,对航行和作业技巧综合评价的各因素及权... 简要介绍了模糊综合评判的基本理论及其评判原理;简述了模糊综合评判多层次模型的建模与分级评判方法;提出了载人深潜器航行和作业技巧综合评价体系,构建了载人深潜器操纵技巧综合评价的二级模型,对航行和作业技巧综合评价的各因素及权重的确定方法作了说明,并在载人深潜器操纵仿真系统上进行了模拟运行,获得了预期的效果。如果考虑海况、海底海流、海底地质地形、作业对象等因素,该方法可运用于实艇海上驾驶作业训练的综合评价。 展开更多
关键词 模糊综合评判 隶属度 载人深潜器 操纵技巧
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载人潜水器教控系统的研制
16
作者 刘培林 冷文浩 谢俊元 《江南大学学报(自然科学版)》 CAS 2006年第2期187-190,共4页
载人潜水器教控系统是载人潜水器操纵模拟系统的一个分系统,是专为潜水器教练员设计的一个人机交互的工作界面,潜水器教练员通过该系统可有效地培训潜水器驾驶员的操作能力.该教控系统是一个复杂系统,其开发研究不仅涉及到人机交互界面... 载人潜水器教控系统是载人潜水器操纵模拟系统的一个分系统,是专为潜水器教练员设计的一个人机交互的工作界面,潜水器教练员通过该系统可有效地培训潜水器驾驶员的操作能力.该教控系统是一个复杂系统,其开发研究不仅涉及到人机交互界面的设计技术,而且还涉及到网络通信、跨平台设计、共享内存和触摸屏开发技术.文中实现了这些技术的有机融合,并成功应用到潜水器教控系统的开发中,对相关系统的研究和开发具有实际参考价值. 展开更多
关键词 载人潜水嚣 人机交互界面开发 系统研究
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“深海一号”载人潜水器支持母船布放回收系统设计概述及特点分析 被引量:3
17
作者 桑巍 李宝钢 +1 位作者 佟寅 张勇 《船舶》 2021年第3期8-16,共9页
该文简要介绍了载人潜水器支持母船“深海一号”的布放回收系统组成、功能和特点,归纳总结了布放回收系统的设计要点,为我国载人潜水器支持母船的进一步发展以及海洋深潜调查工作做一定的基础性工作。
关键词 载人潜水器 载人潜水器支持母船 布放回收系统
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全海深载人潜水器超高强度钢制载人球壳的极限强度分析与模型试验 被引量:4
18
作者 于爽 胡勇 +2 位作者 王芳 杨青松 崔维成 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期51-57,共7页
载人耐压舱是保证载人潜水器安全性的最核心部件,文章主要针对上海海洋大学正在研制的万米载人潜水器开展载人球壳的极限强度理论分析和模型试验研究。该载人耐压球壳采用超高强度马氏体镍钢。有限元分析包括静应力分析和屈曲分析,获得... 载人耐压舱是保证载人潜水器安全性的最核心部件,文章主要针对上海海洋大学正在研制的万米载人潜水器开展载人球壳的极限强度理论分析和模型试验研究。该载人耐压球壳采用超高强度马氏体镍钢。有限元分析包括静应力分析和屈曲分析,获得了耐压球壳的极限强度和失效模式;在此基础上,设计了模型球进行了极限破坏试验。通过有限元分析结果和试验结果对比,获得了球壳极限破坏压力失效模式和加载过程中球壳表面应变的变化历程。试验结果和有限元结果基本一致,验证了设计方法对马氏体镍钢球壳的适用性。该研究为后续全海深耐压球壳的设计提供了可靠的试验和理论基础。 展开更多
关键词 马氏体镍钢 耐压球壳模型 有限元分析 试验验证
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An Overview of Submersible Research and Development in China 被引量:11
19
作者 Weicheng Cui 《Journal of Marine Science and Application》 CSCD 2018年第4期459-470,共12页
Given the recent success in the development of several submersibles in China, people's interest in the history of submersible development is increasing. This paper presents the history of submersible development i... Given the recent success in the development of several submersibles in China, people's interest in the history of submersible development is increasing. This paper presents the history of submersible development in China, which can be briefly divided into three periods. The first one is the early period of hardship(1971–2000). Many prototype submersibles of HOVs, ROVs, and AUVs were developed at this time, but the main achievement was the establishment of special research organizations and the training of research and development personnel. The second period can be regarded as the quick development period(2001–2015). All currently used submersibles were developed during this period. The most remarkable achievement was the successful development of 7000 m-deep manned submersible "Jiaolong." The third period aims to develop 11 000 m submersibles for challenging the full ocean depth(2016–2020). In this period, two unmanned submersibles and two manned submersibles will be the significant indicators of achievement. If this 5-year plan can be successfully completed, China can play a significant role in the investigation of the deepest part of the oceans, namely, the hadal trenches(6500–11 000 m). 展开更多
关键词 Hadal TRENCHES Submersibles Deep tow system LANDER GLIDER Autonomous and remotely operated vehicle(ARV) human-occupied vehicle(hov) Full ocean depth(FOD)
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基于ABAQUS的载人潜水器观察窗结构蠕变行为分析 被引量:4
20
作者 杜青海 江海港 胡晓康 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第1期108-116,共9页
[目的]观察窗作为载人潜水器(HOV)人员和结构安全的核心部件,准确计算其长周期载荷作用下的结构蠕变性能极其重要。[方法]首先,基于观察窗树脂玻璃材料(丙烯酸塑料材料)拉伸试件蠕变测试数据结果,通过多参数比较优化方法确定时效硬化蠕... [目的]观察窗作为载人潜水器(HOV)人员和结构安全的核心部件,准确计算其长周期载荷作用下的结构蠕变性能极其重要。[方法]首先,基于观察窗树脂玻璃材料(丙烯酸塑料材料)拉伸试件蠕变测试数据结果,通过多参数比较优化方法确定时效硬化蠕变模型的基本参数;然后,通过ABAQUS进行观察窗结构建模,耦合时效硬化模型和结构接触,以进行结构蠕变性能分析;最后,基于有限元模型开展观察窗结构多参数和不同加载速度下结构蠕变行为研究。[结果]计算结果表明,无论是计算验证模型还是实物观察窗结构,数值计算与实验测试结果均具有很好的一致性,揭示了高压载荷下观察窗结构蠕变模型的可靠性,且基于时效硬化蠕变模型的数值计算结果更符合观察窗结构真实的力学行为和实际工程应用;参数化优化下锥角为70°的观察窗的结构更加合理、优化,结构的应力水平和蠕变性能更优;高压作用下观察窗高压面中心附近出现的"凹坑"以及窗体内部的"剥离"等现象正是结构蠕变响应的结果。[结论]基于ABAQUS蠕变模型分析观察窗结构的蠕变行为研究准确、可靠,可为载人潜水器的设计优化和寿命分析提供理论参考。 展开更多
关键词 载人潜水器 锥台型观察窗 蠕变 有限元分析 设计与优化
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