检索结果-南通市图书馆

大尺度高速水下无人艇控制系统设计与试验验证

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中国舰船研究 2020年第2期15卷 95-103页

作者：王文晋王冠学李奔徐国华华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074

[目的]为了在三维空间宽航速段内实现大尺度高速水下无人艇(UUV)的路径跟踪,在考虑无人艇的试验动作要求、控制精度要求及水动力特性的情况下,设计了基于模糊控制理论的自适应制导方法。[方法]基于解耦控制方法,首先将水下无人艇的航行... 详细信息

[目的]为了在三维空间宽航速段内实现大尺度高速水下无人艇(UUV)的路径跟踪,在考虑无人艇的试验动作要求、控制精度要求及水动力特性的情况下,设计了基于模糊控制理论的自适应制导方法。[方法]基于解耦控制方法,首先将水下无人艇的航行控制分解为航速、航向、纵倾和深度控制问题;然后分别设计积分分离比例—积分—微分控制器(PID控制器),并引入指令及状态滤波器,以改善该水下无人艇动态响应特性;最后,通过湖试验证水下无人艇在不同航速下的控制性能。[结果]结果表明,在6,9,13 kn等试验航速下,水下无人艇跟随目标路径和深度的误差均在合理范围内,验证了该控制体系及控制方法的有效性。[结论]所得结果对新一代试验艇的运动控制技术研究具有一定参考价值。

关键词：无人水下航行器试验艇自适应制导积分分离PID 二阶滤波器

光学微腔产生涡旋光束的特性分析及其研究进展

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激光与光电子学进展 2022年第1期59卷 16-30页

作者：晏庆玉苗玉宋秋阳许明珠王冠学高秀敏上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

近些年来,涡旋光束特有的相位结构和携带轨道角动量(OAM)特性,使其在光通信、光操纵、成像、传感到量子信息等领域具有广泛的应用前景。但这些应用都必须依赖于高质量涡旋光束的产生,因此光学微腔凭借自身结构紧凑、品质因子高、元件体... 详细信息

近些年来,涡旋光束特有的相位结构和携带轨道角动量(OAM)特性,使其在光通信、光操纵、成像、传感到量子信息等领域具有广泛的应用前景。但这些应用都必须依赖于高质量涡旋光束的产生,因此光学微腔凭借自身结构紧凑、品质因子高、元件体积小等优点,研制出的新型集成光学器件能够发射出高质量涡旋光束,在现代光电子器件制造中占据十分重要的地位。综述了光学微腔产生OAM光束的原理、研究进展、设计方案以及实验生成,同时对已有的OAM激光器性能进行分析,最后对集成光学器件应用领域面临的挑战和进一步改进方向进行展望。

关键词：集成光学集成光学器件涡旋光束轨道角动量回音壁模式微腔光子晶体微腔

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腹部作业型水下机器人控制系统研制

中国舰船研究 2017年第2期12卷 124-132页

作者：张玮康王冠学徐国华刘畅申雄华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074 武汉第二船舶设计研究所湖北武汉430205

[目的]针对无人水下机器人(UUV)的回收任务要求,研制开发一台新式腹部作业型水下遥控机器人(ROV)。腹部作业型ROV不同于一般依赖机械手作业的传统ROV,其通过腹部作业机构完成与UUV的水下对接及回收。[方法]介绍腹部作业型ROV的系统组成... 详细信息

[目的]针对无人水下机器人(UUV)的回收任务要求,研制开发一台新式腹部作业型水下遥控机器人(ROV)。腹部作业型ROV不同于一般依赖机械手作业的传统ROV,其通过腹部作业机构完成与UUV的水下对接及回收。[方法]介绍腹部作业型ROV的系统组成及原理,提出一种以一体化工业加固计算机为水面监控单元,PC104嵌入式工业控制计算机为水下主控单元,各驱动板为驱动单元的控制系统架构。同时建立腹部作业型ROV的动力学模型,并设计水平面定向控制的H∞鲁棒控制器。[结果]单项试验、系统联调及水池试验表明,腹部作业型ROV控制系统具有良好的实时性和可靠性,能够满足UUV回收任务的要求。[结论]该架构和算法对于其他移动机器人、无人机、仿生机器人的控制系统开发均具有参考意义。

关键词：腹部作业型水下遥控机器人控制系统 PC104 H∞鲁棒控制

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大尺度欠驱动高速AUV导航系统研制

中国舰船研究 2018年第6期13卷 78-86,93页

作者：翟云峰王冠学徐国华陈柱张鑫华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074

[目的]针对某新型大尺度欠驱动高速自主式水下机器人(AUV)导航系统的研制,[方法]详细介绍AUV导航系统的硬件组成及软件构架,构建基于VxWorks实时嵌入式操作系统的AUV组合导航系统。考虑到高速AUV导航系统的非线性特征及容错性要求,将无... 详细信息

[目的]针对某新型大尺度欠驱动高速自主式水下机器人(AUV)导航系统的研制,[方法]详细介绍AUV导航系统的硬件组成及软件构架,构建基于VxWorks实时嵌入式操作系统的AUV组合导航系统。考虑到高速AUV导航系统的非线性特征及容错性要求,将无迹卡尔曼滤波(UKF)技术用于联邦滤波器,设计基于UKF的联邦卡尔曼滤波器,并对导航系统的二维平面模型进行数值仿真。[结果]结果表明,联邦无迹卡尔曼滤波器相比传统的卡尔曼滤波方法能够获得更高的精度和更好的鲁棒性;半实物仿真联调试验、水池试验、湖上试验及艇载试验充分验证了导航系统的实时性和可靠性,[结论]证明该系统能够满足AUV航行任务的需要。

关键词：自主式水下机器人组合导航系统无迹卡尔曼滤波器联邦卡尔曼滤波器

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AUV主动应急自救机制与策略

中国舰船研究 2018年第6期13卷 120-127页

作者：陈柱徐国华王冠学刘炎翟云峰郑煜华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074

[目的]为保障高速自主式水下机器人(AUV)的航行安全,研制一套智能应急自救系统。[方法]首先,介绍应急自救系统的组成与功能,对其进行可靠性分析与设计;其次,重点研究多信道信息采集融合机制、主动应急机制、故障优先级整定机制和应急处... 详细信息

[目的]为保障高速自主式水下机器人(AUV)的航行安全,研制一套智能应急自救系统。[方法]首先,介绍应急自救系统的组成与功能,对其进行可靠性分析与设计;其次,重点研究多信道信息采集融合机制、主动应急机制、故障优先级整定机制和应急处理决策机制;再次,设计应急专家决策模型,提出一种基于离散规则应急操舵的应急处理方法;最后,基于VxWorks实时操作系统编制应急系统控制软件,并搭建半实物仿真平台进行系统联调仿真试验。[结果]试验结果验证了该应急自救机制与策略的可靠性和可行性。[结结论]该应急系统弥补了传统应急手段的不足,对AUV的应急自救具有重要的借鉴作用。

关键词： AUV应急自救故障优先级自整定专家应急自救策略离散应急操舵规则半实物仿真

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新工科建设下信息光学教学模式改革与探索

Experimental and theoretical study of linearly polarized Lorentz–Gauss beams with heterogeneous distribution

科教导刊（电子版） 2024年第14期 187-189页

作者：王冠学高秀敏崔国民上海理工大学能源与动力工程学院上海 200093

信息光学这门交叉学科涵盖了光学、信息科学以及其他诸多学科,在理论与应用上都有很大价值.伴随着信息技术的日益发展与运用,信息光学研究的领域与运用范围日益扩大.但传统信息光学教学模式通常注重理论,实践性与创新性不强,很难适应学... 详细信息

信息光学这门交叉学科涵盖了光学、信息科学以及其他诸多学科,在理论与应用上都有很大价值.伴随着信息技术的日益发展与运用,信息光学研究的领域与运用范围日益扩大.但传统信息光学教学模式通常注重理论,实践性与创新性不强,很难适应学生需要与社会发展.所以信息光学教学模式亟待改革和探索才能满足新时代发展的要求.

关键词：新工科信息光学教学模式改革

来源：博看期刊评论

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Chinese Optics Letters 2021年第2期19卷 69-74页

作者： Guanxue Wang Yu Miao Yang Li Xinzhi Shan Xiumin Gao School of Optical-Electrical and Computer Engineering University of Shanghai for Science and TechnologyShanghai 200093China

The unevenly distributed Lorentz–Gaussian beams are difficult to reproduce in practice, because they require modulation in both amplitude and phase terms. Here, a new linearly polarized Lorentz–Gauss beam modulated by a helical axicon(LGB-HA)is calculated, and the two various experimental generation methods of this beam, Fourier transform method(FTM) and complex-amplitude modulation(CAM) method, are depicted. Compared with the FTM, the CAM method can modulate the phase and amplitude simultaneously by only one reflection-type phase-only liquid crystal spatial light *** of the methods are coincident with the numerical results. Yet CAM is simpler, efficient, and has a higher degree of conformance through data comparison. In addition, considering some barriers exist in shaping and reappearing the complicated Lorentz–Gauss beam with heterogeneous distribution, the evolution regularities of the beams with different parameters(axial parameter, topological charge, and phase factor) were also implemented.

关键词： Lorentz-Gauss beams Fourier transform method complex-amplitude modulation spatial light modulator

Hermite-Gaussian beams with sinusoidal vortex phase modulation

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Chinese Optics Letters 2020年第4期18卷 76-80页

作者： Guanxue Wang Yue Li Xinzhi Shan Yu Miao Xiumin Gao School of Optical-Electrical and Computer Engineering University of Shanghai for Science and TechnologyShanghai 200093China

In this Letter,vortex phase and sinusoidal phase modulations of Hermite-Gaussian beams are studied theoretically and *** coding method of the experiment is introduced in detail,and the evolution law of focus under different beam order(m,n)and topological charge(l)is *** order to verify the accuracy of the generation experiment,the optical field distribution under sinusoidal vortex modulation is analyzed *** relevant analysis and methods provided in this Letter have certain practical significance for the development of laser mode analysis,optical communication,and other fields.

关键词： Hermite-Gaussian beams phase modulation sinusoidal vortex phase modulation spatial light modulator focus mode

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腹部作业型ROV的全局滑模定深控制

自动化技术与应用 2018年第3期37卷 11-17页

作者：刘畅徐国华王冠学张玮康华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074

针对新型腹部作业型ROV的回收UUV的任务要求,提出一种在对接回收中的全局滑模定深控制策略。首先介绍腹部作业型ROV的结构和功能,它不同于一般传统ROV依靠机械手作业,而是航行到待回收UUV下方悬停,通过腹部执行机构完成UUV对接,并搭载UU... 详细信息

针对新型腹部作业型ROV的回收UUV的任务要求,提出一种在对接回收中的全局滑模定深控制策略。首先介绍腹部作业型ROV的结构和功能,它不同于一般传统ROV依靠机械手作业,而是航行到待回收UUV下方悬停,通过腹部执行机构完成UUV对接,并搭载UUV回收落位至搭载装置。然后建立了ROV垂直面的运动模型,设计了全局滑模控制器,并运用李雅普诺夫方程进行稳定性分析,最后与传统滑模控制器的对比仿真表明该控制策略是可行的,具有更好的控制品质和鲁棒性能。

关键词： ROV 全局滑模控制定深控制水动力