基于漏斗函数双电机伺服系统跟踪与同步控制 被引量：1

1

作者 张楠 王树波 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期145-151,共7页

针对双电机驱动伺服系统具有未知非线性的问题,提出一种基于漏斗函数的跟踪与同步控制方案。首先,利用神经网络逼近和补偿复杂的非线性,在此基础上,引入滤波技术解决传统反步控制的“计算爆炸”问题,同时引入非光滑漏斗误差面确保系统... 针对双电机驱动伺服系统具有未知非线性的问题,提出一种基于漏斗函数的跟踪与同步控制方案。首先,利用神经网络逼近和补偿复杂的非线性,在此基础上,引入滤波技术解决传统反步控制的“计算爆炸”问题,同时引入非光滑漏斗误差面确保系统的状态量被约束在预定义的漏斗边界内,结合改进的漏斗函数和反步设计技术设计了一种自适应量化漏斗跟踪控制方案。为了同时保证双电机的同步运行,同步控制器采用了平均偏差耦合策略,实现了双电机伺服系统的跟踪与同步控制。仿真结果表明,该方法可以实现对负载的跟踪以及双电机的同步。 展开更多

关键词 神经网络 非光滑漏斗误差面 跟踪控制 同步控制 平均偏差耦合策略

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输入饱和下AUV自适应神经网络预设性能控制 被引量：1

2

作者 徐文峰 刘加朋 +1 位作者 于金鹏 韩亚宁 《水下无人系统学报》 2024年第2期376-382,共7页

针对自主水下航行器(AUV)系统不确定性及输入饱和问题,提出了一种改进的自适应神经网络预设性能控制策略,完成对期望轨迹的跟踪。首先,引入非线性变换,使位置误差始终处在预设时变范围内,提高了控制精度,并基于反步法和Lyapunov函数设... 针对自主水下航行器(AUV)系统不确定性及输入饱和问题,提出了一种改进的自适应神经网络预设性能控制策略,完成对期望轨迹的跟踪。首先,引入非线性变换,使位置误差始终处在预设时变范围内,提高了控制精度,并基于反步法和Lyapunov函数设计系统虚拟控制律;然后,利用神经网络技术处理系统模型未知参数,并重构系统真实控制律,使传统反步控制策略得以简化,有效降低了计算复杂度,并在Lyapunov稳定性理论的基础上,证明了AUV系统的误差信号均有界;最后,与传统动态面控制方法进行对比,仿真结果表明所提出的控制策略控制性能更好,在考虑输入饱和情况下可有效克服不确定性对系统性能的影响,实现对目标轨迹的有效跟踪。 展开更多

关键词 自主水下航行器 神经网络 反步控制 轨迹跟踪

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基于黑潮流场背景的水下滑翔机运动控制仿真

3

作者 马玉印 王岩峰 +2 位作者 官晟 王娜 丁军航 《水下无人系统学报》 2024年第1期1-7,共7页

近年来,水下滑翔机已广泛应用于各种海洋观测领域,但在对黑潮等强流进行观测时,其运动轨迹往往会受到严重影响,因此文中针对黑潮流域内水下滑翔机运动轨迹控制问题进行研究。首先,以“海燕II”为研究对象,根据动量和动量矩定理建立了其... 近年来,水下滑翔机已广泛应用于各种海洋观测领域,但在对黑潮等强流进行观测时,其运动轨迹往往会受到严重影响,因此文中针对黑潮流域内水下滑翔机运动轨迹控制问题进行研究。首先,以“海燕II”为研究对象,根据动量和动量矩定理建立了其考虑黑潮的动力学模型;然后将HYCOM黑潮区域数据作为干扰,其特点是黑潮流速的大小与方向都会随着位置的变化而改变,并利用Simulink对强流影响下的“海燕II”运动轨迹进行了仿真;最后,将径向基函数(RBF)神经网络与常规比例-积分-微分(PID)控制器相结合,对“海燕II”的偏航与纵倾运动进行控制。仿真结果表明RBF-PID控制器可以在一定程度上提高“海燕II”在黑潮区域运动的跟踪精度,增强抵抗黑潮干扰的能力,可为在强流影响下的水下滑翔机轨迹控制提供参考。 展开更多

关键词 水下滑翔机 黑潮 运动控制 径向基函数 比例-积分-微分控制

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基于干扰观测器的机械臂预设性能固定时间滑模控制

4

作者 代庚炜 王树波 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期109-116,125,共9页

针对多自由度机械臂系统存在的外部扰动、内部参数不确定性及跟踪误差约束问题,设计了一种基于非线性干扰观测器补偿的机械臂预设性能固定时间滑模控制策略。首先,通过非线性干扰观测器来估计外部扰动和系统内部不确定性,将观测器估计... 针对多自由度机械臂系统存在的外部扰动、内部参数不确定性及跟踪误差约束问题,设计了一种基于非线性干扰观测器补偿的机械臂预设性能固定时间滑模控制策略。首先,通过非线性干扰观测器来估计外部扰动和系统内部不确定性,将观测器估计出的总扰动代入控制器实现前馈补偿;其次,采用基于预设性能函数的误差转换技术,将跟踪误差约束在预先设定好的范围内,解决误差约束问题,并提升系统的稳态性能与暂态性能;最后,基于转换后的误差设计了固定时间非奇异终端滑模控制器,并使用Lyapunov稳定性判据证明了系统固定时间收敛性。通过仿真实验对比几种常见的控制方法,验证了该控制方法能提升系统的控制性能。 展开更多

关键词 机械臂系统 轨迹跟踪 固定时间控制 误差约束 干扰观测器

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非线性扰动估计器用于永磁同步电机抗干扰控制

5

作者 刘逸坚 王树波 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期122-128,共7页

针对永磁同步电机(PMSM)受到未知扰动影响电机正常运行的问题,提出一种基于非线性扰动估计器的变幂指数趋近率抗干扰滑模控制方法。通过采用滤波操作构造不变流形来设计非线性扰动估计器,对PMSM系统存在的未知动态进行估计;引入一种改... 针对永磁同步电机(PMSM)受到未知扰动影响电机正常运行的问题,提出一种基于非线性扰动估计器的变幂指数趋近率抗干扰滑模控制方法。通过采用滤波操作构造不变流形来设计非线性扰动估计器,对PMSM系统存在的未知动态进行估计;引入一种改进的变幂指数滑模趋近率以消除传统滑模控制的抖振问题,在此基础上将非线性扰动估计器嵌入到滑模控制器的设计中,消除未知动态对系统的影响。永磁同步电机实验平台验证结果表明,该控制方法具有更快的响应速度和更强的抗干扰能力,能够有效地改善PMSM系统的控制性能。 展开更多

关键词 永磁同步电机 非线性扰动估计器 变幂指数滑模趋近率 抗干扰滑模控制器

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健身行为的人体姿态估计及动作识别 被引量：4

6

作者 付惠琛 高军伟 车鲁阳 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期217-227,共11页

人体姿态估计和动作识别在安防、医疗和运动等领域有着重要的应用价值。为了解决不同背景及角度下各类运动动作的人体姿态估计和动作识别问题,本文提出了一种改进的YOLOv7-POSE算法,并自行拍摄制作各种拍摄角度的数据集进行训练。此算法... 人体姿态估计和动作识别在安防、医疗和运动等领域有着重要的应用价值。为了解决不同背景及角度下各类运动动作的人体姿态估计和动作识别问题,本文提出了一种改进的YOLOv7-POSE算法,并自行拍摄制作各种拍摄角度的数据集进行训练。此算法以YOLOv7为基础,对原始网络模型添加了分类的功能,在Backbone主干网络中引入CA卷积注意力机制,提升了网络在对人体骨骼关节点和动作的分类的重要特征的识别能力。用HorNet网络结构代替原模型的CBS卷积核,提高了模型的人体关键点检测精度和动作分类的准确度。将Head层的空间金字塔池化结构替换为空洞空间金字塔池化结构,提升了检测精度并且加快了模型收敛。将目标检测框的回归函数由CIOU替换为EIOU,提高了坐标回归的精度。设计了两组对照实验,实验结果证明,改进后的YOLOv7-POSE在验证集上的mAP为95.7%,相比于原始YOLOv7算法提高了4%,各类运动动作识别准确率显著上升,在实际推理中的关键点错检、漏检等情况明显减少,关键点位置估计误差明显降低。 展开更多

关键词 图像处理 关键点检测 姿态估计 注意力机制 空洞空间金字塔池化

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基于改进YOLOv7的小目标焊点缺陷检测算法 被引量：1

7

作者 刘兆龙 曹伟 高军伟 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1332-1340,共9页

针对现有的小目标焊点缺陷检测方法存在错检、漏检等问题,提出一种改进YOLOv7的小目标焊点缺陷检测算法。考虑到焊点尺寸较小,添加小目标检测层和检测头以提取更多的浅层特征信息。引入无参注意力机制(SimAM)为特征图分配三维权重,提高... 针对现有的小目标焊点缺陷检测方法存在错检、漏检等问题,提出一种改进YOLOv7的小目标焊点缺陷检测算法。考虑到焊点尺寸较小,添加小目标检测层和检测头以提取更多的浅层特征信息。引入无参注意力机制(SimAM)为特征图分配三维权重,提高模型特征提取能力。使用部分卷积(PConv)重构ELAN模块,减少冗余运算和内存访问次数,在颈部利用长径特征网络(GiraffeDet)融合不同尺度特征,提高模型轻量化程度。最后,利用NWD(Normalized Wasserstein Distance)损失函数改进原有的CIoU损失函数,加快模型收敛速度并提高小目标检测精度。实验结果证明,改进后的YOLOv7算法平均检测精度达到90.3%,相较于原算法提升了5.1%,召回率提高了3.2%,参数量降低了36.3%,且在收敛速度方面有了较大的提升。本文算法为边缘设备检测小目标焊点缺陷提供了参考。 展开更多

关键词 图像处理 缺陷检测 YOLOv7 SimAM 轻量化 NWD

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基于优化SSA-VMD的滚动轴承故障信号降噪方法 被引量：1

8

作者 魏安凯 王娜 +1 位作者 丁军航 叶昱清 《电子设计工程》 2024年第16期64-68,共5页

针对滚动轴承故障信号降噪的问题,提出了一种基于优化麻雀搜索算法和变分模态分解的降噪方法。该方法利用优化麻雀搜索算法在既定范围内对变分模态分解的相关参数进行寻优,得到输入信号的最佳分解结果,根据时域相关系数选择有效的分量... 针对滚动轴承故障信号降噪的问题,提出了一种基于优化麻雀搜索算法和变分模态分解的降噪方法。该方法利用优化麻雀搜索算法在既定范围内对变分模态分解的相关参数进行寻优,得到输入信号的最佳分解结果,根据时域相关系数选择有效的分量重构输入信号,从而实现对输入信号的降噪,通过滚动轴承的仿真故障信号和实际故障信号两方面分别验证该方法的有效性。结果表明,该方法相较于传统的变分模态分解方法拥有更好的降噪效果。 展开更多

关键词 信号降噪 轴承故障 变分模态分解(VMD) 麻雀搜索算法(SSA)

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基于改进SE-ResNet-BiLSTM的航空发动机中介轴承故障诊断

9

作者 郁万康 冷子文 +1 位作者 高军伟 车鲁阳 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期35-42,共8页

针对现阶段航空发动机中介轴承振动信号易受噪声干扰,故障特征难提取导致的故障诊断精度较低的问题,提出一种基于改进残差注意力网络和双向长短期记忆神经网络(BiLSTM)的航空发动机中介轴承故障诊断方法。首先,将原始振动信号作为模型输... 针对现阶段航空发动机中介轴承振动信号易受噪声干扰,故障特征难提取导致的故障诊断精度较低的问题,提出一种基于改进残差注意力网络和双向长短期记忆神经网络(BiLSTM)的航空发动机中介轴承故障诊断方法。首先,将原始振动信号作为模型输入,利用一维宽卷积从原始数据中提取局部空间特征并抑制高频噪声;然后,使用结合改进通道注意力的残差网络增强模型对重要特征的关注,减少模型运算量,将处理后的特征输入到BiLSTM中,进一步提取时序相关性特征;最后,将特征输入到Softmax层进行故障分类。使用哈工大航空发动机中介轴承数据集进行实验验证,结果表明,即使在信噪比为-4 dB的高噪声环境,所提模型仍能保持98.64%的诊断精度,优于其他对比模型,证明该模型具有更好的特征提取能力和抗噪性。 展开更多

关键词 航空发动机 中介轴承 故障诊断 残差网络 双向长短期记忆神经网络

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基于改进YOLOv5的电力故障检测方法

10

作者 饶梦程 王娜 +1 位作者 丁军航 叶昱清 《电子设计工程》 2024年第18期27-31,共5页

针对无人机电力巡检场景下,线路故障检测的识别速度和识别精度低的问题,提出了一种改进YOLOv5的电力故障检测方法。结合YOLOv5算法基础,在颈部网络中采用轻量化模块,优化了网络结构,减少了网络参数和模型计算的复杂度;替换原模型中的损... 针对无人机电力巡检场景下,线路故障检测的识别速度和识别精度低的问题,提出了一种改进YOLOv5的电力故障检测方法。结合YOLOv5算法基础,在颈部网络中采用轻量化模块,优化了网络结构,减少了网络参数和模型计算的复杂度;替换原模型中的损失函数,进一步提高模型的检测准确性。通过在骨干网络中加入CA注意力机制,使得模型能更准确地识别目标。结果表明,优化后的算法在故障检测数据集上的平均精度均值达到74.8%,相较于YOLOv5模型的平均精度均值提高了4.6%,模型参数量降低了4.2%,检测速度提高了5.3 FPS,总体效果有了明显提升。 展开更多

关键词 YOLOv5 SIOU损失函数 轻量化模型 注意力机制

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基于动态事件触发的无人机鲁棒预测控制

11

作者 刘勇 薛斌强 《火力与指挥控制》 2025年第3期19-25,共7页

针对具有控制输入量化和参数不确定的无人机系统,提出了一种基于动态事件触发的鲁棒预测控制方法。在被控对象和控制器之间设计了一个动态事件触发器,通过减少数据传输来减轻宽带受限的压力。以线性矩阵不等式的方法设计了一个基于动态... 针对具有控制输入量化和参数不确定的无人机系统,提出了一种基于动态事件触发的鲁棒预测控制方法。在被控对象和控制器之间设计了一个动态事件触发器,通过减少数据传输来减轻宽带受限的压力。以线性矩阵不等式的方法设计了一个基于动态事件触发的鲁棒预测控制器,并结合Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性。以一个VTOL无人机控制系统为例,通过仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 无人机 量化 参数不确定 动态事件触发 鲁棒预测控制

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基于机器视觉的水果分级系统 被引量：9

12

作者 刘佳浩 高军伟 +1 位作者 张炳星 王建冲 《食品与机械》 CSCD 北大核心 2023年第6期112-118,共7页

目的:解决目前水果分级检测方法效率低、误检率高等问题。方法:以苹果为分拣对象,设计一个基于机器视觉的水果分级系统。对实时采集得到的苹果图像进行预处理,使用改进的Canny边缘检测算法进行边缘提取,通过最小外接圆法拟合边缘坐标得... 目的:解决目前水果分级检测方法效率低、误检率高等问题。方法:以苹果为分拣对象,设计一个基于机器视觉的水果分级系统。对实时采集得到的苹果图像进行预处理,使用改进的Canny边缘检测算法进行边缘提取,通过最小外接圆法拟合边缘坐标得到苹果的横切面半径。将采集到的RGB图像转换为HSI图像,根据H分量范围计算红色区域比例,判断苹果的色泽度。统计区域像素点个数,分别求取苹果的面积和周长,计算出苹果的圆形度。结合苹果果径长度、色泽度和圆形度3个特征值对苹果进行综合分级。结果:50个苹果样本试验结果表明,水果分级系统和人工分拣测量的果径误差范围在±1.5 mm以内,样本颜色特征与苹果实际外观相符,圆度值的大小与实际形状优劣相符。结论:该系统满足实际生产中对于苹果分级的需求,有助于实现苹果品级的准确识别。 展开更多

关键词 机器视觉 水果分级 边缘检测 最小外接圆法 HSI颜色模型

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基于改进YOLOv7的口罩佩戴检测 被引量：3

13

作者 付惠琛 高军伟 车鲁阳 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1139-1147,共9页

佩戴好口罩是居民预防新冠和配合国家疫情防控的有效方式。针对口罩佩戴是否正确、拍摄角度不同以及被遮挡等问题,提出了一种改进的YOLOv7算法。该算法以YOLOv7为基础,在网络的Head区引入卷积注意力机制,使得特征网络在对口罩区域的处... 佩戴好口罩是居民预防新冠和配合国家疫情防控的有效方式。针对口罩佩戴是否正确、拍摄角度不同以及被遮挡等问题,提出了一种改进的YOLOv7算法。该算法以YOLOv7为基础,在网络的Head区引入卷积注意力机制,使得特征网络在对口罩区域的处理中更具有针对性,从而增强特征网络对口罩区域的学习能力;对Backbone区结构进行优化,对ConvNeXt网络结构进行改进,并引入网络中代替部分卷积,提高模型的检测精度和鲁棒性,增强预测精确度的同时不会引入大量额外的计算。对Head层的空间金字塔池化进行改进,提高了训练速度并且加快模型收敛。实验结果表明,在复杂及遮挡的情况下,改进后的YOLOv7的损失函数大幅下降,在测试集上的mAP为93.8%,相比于原始YOLOv7算法提高了3.6%。各个类别的检测精度均有提升,没佩戴口罩、正确佩戴口罩、不正确佩戴口罩类别的精度分别提升6.8%、2.1%、1.7%。本文算法的错检情况明显减少,泛化能力有显著提升。 展开更多

关键词 图像处理 目标检测 YOLOv7算法 卷积注意力机制 空间金字塔池化

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基于改进SGM的工件高度定位研究 被引量：1

14

作者 李哲 于海生 +1 位作者 杨晓宇 张鹏鑫 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2023年第3期1-8,共8页

针对工业环境中光照条件不稳定、图像纹理信息缺乏等因素导致目标视差图获取困难的问题,提出一种基于改进半全局立体匹配(semi-global matching,SGM)算法的工件高度定位方法。采用Census变换窗口内像素的平均值代替原变换的中心像素值,... 针对工业环境中光照条件不稳定、图像纹理信息缺乏等因素导致目标视差图获取困难的问题,提出一种基于改进半全局立体匹配(semi-global matching,SGM)算法的工件高度定位方法。采用Census变换窗口内像素的平均值代替原变换的中心像素值,使算法对噪声更具鲁棒性,减少了原算法对中心像素的依赖。引入Sobel算子对图像边缘进行检测,依据左右视图的梯度差值划分像素点类别,对路径聚合中的惩罚系数进行自适应调整,通过后续优化处理,得到了最终视差图。为验证本文所述工件高度定位系统的可行性和有效性,搭建机器人实验平台,对所提算法进行实验验证。实验结果表明,本文的改进算法与传统SGM算法相比,误匹配率下降约为8.76%,匹配精确度显著提高,工件高度的平均定位误差约为0.708 mm,满足系统抓取要求。该研究为机械臂精确定位工件高度提供了思路。 展开更多

关键词 双目视觉 SGM算法 Census变换 自适应系数 高度定位

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基于混合修正策略的随机时间车辆路径优化方法 被引量：6

15

作者 马俊 张纪会 郭乙运 《交通运输工程与信息学报》 2021年第4期87-97,共11页

针对带有随机旅行时间、随机服务时间及时间窗约束的车辆路径问题,建立了带修正策略的随机规划模型,并给出了两阶段求解方法。第一阶段运用改进遗传算法获取先验路径,第二阶段采用两种混合修正策略(分别记为A、B)调整“失败”的先验路... 针对带有随机旅行时间、随机服务时间及时间窗约束的车辆路径问题,建立了带修正策略的随机规划模型,并给出了两阶段求解方法。第一阶段运用改进遗传算法获取先验路径,第二阶段采用两种混合修正策略(分别记为A、B)调整“失败”的先验路径。混合修正策略A(B)通过随机模拟实验判断对当前顾客的延迟服务(对下一顾客的服务)是否会对该路径后续顾客造成大规模延迟服务,并采取相应的调整措施。基于Solomon算例进行了仿真实验,对小规模算例将仿真结果同CPLEX求解结果作对比;对大规模算例将仿真结果同已知最优解作对比。结果表明:所给算法可获得小规模算例的精确解,大规模算例的近似最优解。同时,对比不同策略下的仿真结果表明两种混合修正策略具有优越性,研究结果对随机车辆路径问题的求解具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 物流工程 车辆路径 随机旅行及服务时间 随机规划 混合修正策略 改进遗传算法

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基于双通道模型的航空发动机剩余寿命预测 被引量：1

16

作者 车鲁阳 高军伟 付惠琛 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期42-49,共8页

针对现阶段航空发动机单一剩余使用寿命预测模型数据挖掘深度不足导致预测精度低的问题,提出一种双通道模型的预测方法。首先,构建双通道网络结构:通道一使用时间卷积网络,通过残差结构和空洞卷积使得网络具有更大的感受野和计算速度;... 针对现阶段航空发动机单一剩余使用寿命预测模型数据挖掘深度不足导致预测精度低的问题,提出一种双通道模型的预测方法。首先,构建双通道网络结构:通道一使用时间卷积网络,通过残差结构和空洞卷积使得网络具有更大的感受野和计算速度;通道二使用卷积长短时间记忆网络,提取多维时空特征,捕捉数据长期依赖关系。其次,利用多头注意力机制为双通道网络特征重新赋予权重。最后,将双通道网络进行特征融合输出,实现对航空发动机剩余寿命预测。使用涡扇发动机退化数据集进行实验验证,并与其它文献中提到的卷积双向长短时间记忆网络模型、多特征注意力模型、多头注意力模型、卷积门控单元循环神经网络模型进行对比。结果表明,所提模型在3种评价指标上均取得更好的表现,为航空发动机剩余寿命预测提供了一种新思路。 展开更多

关键词 航空发动机 寿命预测 时间卷积网络 卷积长短时间记忆网络 多头注意力机制

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基于EMD-NLMS的船舶发动机声信号降噪处理方法 被引量：1

17

作者 叶昱清 丁军航 +1 位作者 叶宁祁 官晟 《电子设计工程》 2023年第21期7-12,共6页

针对船舶声信号降噪滤波的问题,提出了一种基于经验模态分解-归一最小均方的算法。该方法进行经验模态分解得出噪声分量,将得到的噪声分量作为输入信号进行自适应滤波,通过自适应滤波算法迭代处理得到降噪后的信号分量,并把信号分量叠... 针对船舶声信号降噪滤波的问题,提出了一种基于经验模态分解-归一最小均方的算法。该方法进行经验模态分解得出噪声分量,将得到的噪声分量作为输入信号进行自适应滤波,通过自适应滤波算法迭代处理得到降噪后的信号分量,并把信号分量叠加得到最终降噪后的信号。通过对比最小均方算法、归一化最小均方算法、经验模态分解-最小均方算法和经验模态分解-归一最小均方算法对船舶声信号的降噪效果,得出在船舶声信号滤波降噪方面经验模态分解-归一最小均方算法相比于其他三种算法有更好的滤波效果。 展开更多

关键词 经验模态分解 自适应滤波 信号降噪 船舶声信号

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水下滑翔机中尺度过程空间采样运动仿真 被引量：1

18

作者 秦悦 王冠琳 +2 位作者 官晟 王岩峰 丁军航 《水下无人系统学报》 2022年第4期474-484,513,共12页

海洋中尺度过程包括涡旋、锋面和内波等现象,是海洋中一类重要的动力过程,在全球气候变化、海洋能量热量和物质输送过程中起着重要作用。对此类过程的观测与研究,在海洋资源勘测、海洋生物探索以及军事等领域也有着较为重要的现实意义... 海洋中尺度过程包括涡旋、锋面和内波等现象,是海洋中一类重要的动力过程,在全球气候变化、海洋能量热量和物质输送过程中起着重要作用。对此类过程的观测与研究,在海洋资源勘测、海洋生物探索以及军事等领域也有着较为重要的现实意义。水下滑翔机已成为近年来观测中尺度过程的重要工具之一。文中以海燕-Ⅱ自主式无人水下滑翔机作为研究对象,首先,根据动量和角动量定理建立了其六自由度动力学模型;然后,利用Simulink仿真对该模型进行了验证,由仿真结果可知,所提出的动力学模型能够较好地实现运动仿真;最后,针对几种中尺度过程不同的探测要求,设计了水下滑翔机的运动方案,并进行了空间采样运动的仿真,仿真结果可为日后实际观测应用提供参考和优化参数。 展开更多

关键词 水下滑翔机 中尺度过程 海燕-Ⅱ 空间采样 运动仿真

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基于海流的水下滑翔机出水位置预测研究

19

作者 门腾飞 王岩峰 +1 位作者 官晟 丁军航 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第3期66-73,181,共9页

水下滑翔机具有低成本、长航程、自主性强、可重复使用等优点,广泛应用于各种海洋现象观测。为使水下滑翔机观测达到对海洋现象进行立体化、多维化和精确化的描述,在操控中提高水下滑翔机出水位置的预测精度尤其重要,而海流是影响运动... 水下滑翔机具有低成本、长航程、自主性强、可重复使用等优点,广泛应用于各种海洋现象观测。为使水下滑翔机观测达到对海洋现象进行立体化、多维化和精确化的描述,在操控中提高水下滑翔机出水位置的预测精度尤其重要,而海流是影响运动轨迹的重要环境因素。本文以“海燕-Ⅱ”为研究对象,首先建立考虑海流与浮力损失的数学模型,之后利用海试数据验证数学模型的可靠性。通过Simulink仿真分析浮力损失与海流对水下滑翔机出水位置预测的影响,进而引入深平均流算法并实现了算法在螺旋桨推进模式下的应用。最后通过海试运动周期验证了加入深平均流后,对于水下滑翔机出水点的预测精度显著提高。 展开更多

关键词 水下滑翔机 出水位置预测 深平均流 运动仿真

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