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通信延迟下多水下无人潜航器分布式TMPC编队跟踪控制

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通信延迟下多水下无人潜航器分布式TMPC编队跟踪控制

第35届中国过程控制会议

作者：严浙平闫金羽喻宇阳哈尔滨工程大学智能科学与工程学院

针对海洋环境下具有时变通信延迟、海流干扰和模型不确定性的多水下无人潜航器(UUV)编队控制问题,设计了一种通信同步策略下基于双闭环的分布式Tube模型预测控制器。首先设计了状态信息缓存器,将带有通信延迟的异步信息同步处理。然后... 详细信息

针对海洋环境下具有时变通信延迟、海流干扰和模型不确定性的多水下无人潜航器(UUV)编队控制问题,设计了一种通信同步策略下基于双闭环的分布式Tube模型预测控制器。首先设计了状态信息缓存器,将带有通信延迟的异步信息同步处理。然后通过双闭环控制结构降低了计算复杂度,同时保证了轨迹和速度的稳定收敛,速度控制器中将Tube模型预测控制和扩张状态观测器相结合,解决了海流干扰和模型不确定性等问题。此外,通过稳定性理论和仿真实验验证了编队控制器的可行性、稳定性和有效性。

关键词：水下无人潜航器编队轨迹跟踪分布式模型预测控制

来源： cnki会议评论

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水下无人潜航器远程遥控磁传感器设计

华中科技大学学报（自然科学版） 2015年第S1期43卷 254-257页

作者：张杨勇李文彬郑欢范育兵第七二二研究所低频电磁通信技术实验室湖北武汉430079

基于超/甚低频电磁波的传播特性,提出陆上发射控制指令以实现水下无人潜航器远程遥控的设想;对比分析几种水下接收天线的优缺点,提出小型化高灵敏度感应式磁传感器水下接收遥控信号的方法;为提高小型化磁传感器的灵敏度,采用纳米晶叠片... 详细信息

基于超/甚低频电磁波的传播特性,提出陆上发射控制指令以实现水下无人潜航器远程遥控的设想;对比分析几种水下接收天线的优缺点,提出小型化高灵敏度感应式磁传感器水下接收遥控信号的方法;为提高小型化磁传感器的灵敏度,采用纳米晶叠片磁芯降低损耗噪声,使用低噪声电子对管降低放大器电压噪声与电流噪声,通过斩波放大技术减小放大模块的1/f噪声,并优化感应线圈的设计以降低热噪声;确定了一组500mm长度磁传感器的设计参数,并仿真该参数下传感器的灵敏度,结果表明该小型化磁传感器的灵敏度满足超/甚低频段水下遥控信号接收的需求.

关键词：水下无人潜航器远程遥控磁传感器小型化高灵敏度

水下无人潜航器避障与导航仿真系统设计与应用

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系统仿真学报 2016年第1期28卷 91-98页

作者：郑为邹启明倪文玺中国船舶重工集团公司第705研究所陕西西安710075

精确导航定位、有效探测和实时避障是水下无人潜航器执行远航程任务的基础。为了实现水下无人潜航器智能化功能的演示与验证,在研究组合导航模型和基于检测的动态避障策略的基础上,针对被仿对象的特点进行系统分析,提出了基于离散事件... 详细信息

精确导航定位、有效探测和实时避障是水下无人潜航器执行远航程任务的基础。为了实现水下无人潜航器智能化功能的演示与验证,在研究组合导航模型和基于检测的动态避障策略的基础上,针对被仿对象的特点进行系统分析,提出了基于离散事件的多线程并发的仿真构架和模型组件化封装思路,设计了水下无人潜航器导航与避障仿真系统,划分功能模块,规划了仿真流程,面向不同作战想定实现水下无人潜航器数学仿真应用。试验结果表明,系统可以满足水下无人潜航器不同指标函数条件下导航与避障仿真演示验证需求。

关键词：水下无人潜航器组合导航路径规划离散事件仿真多线程并发

水下无人潜航器探测与控制单元数据交互及其实现

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计算机测量与控制 2009年第8期17卷 1576-1578页

作者：田彪李宇黄海宁中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100190

作为探测用途的水下无人潜航器,其探测与控制单元数据交互的有效实现对确保其使命的实现至关重要;考虑到控制命令和探测参数的数据量不大,二者之间的通信采用可靠性高、抗干扰强、低速率的串口通信实现;文章探讨了水下无人潜航器探测与... 详细信息

作为探测用途的水下无人潜航器,其探测与控制单元数据交互的有效实现对确保其使命的实现至关重要;考虑到控制命令和探测参数的数据量不大,二者之间的通信采用可靠性高、抗干扰强、低速率的串口通信实现;文章探讨了水下无人潜航器探测与控制单元数据交互机制及其实现,并以PowerPC平台与RS422串口通信为例,结合VxWorks下的看门狗定时器机制,给出了一种高精度循环定时的串口通信的实现方法;系统实际长时间的运行和测试表明,该方法运行稳定可靠。

关键词：水下无人潜航器数据交互 VxWorks 串口通信看门狗机制

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国外水下无人潜航器及其通信技术发展综述

中国电子科学研究院学报 2022年第2期17卷 112-118页

作者：楚立鹏鄢宏华范强付圣峰王永皎张博梁萱卓中国电子科学研究院北京100041 中国电科发展战略研究中心北京100043

水下无人潜航器作为水下新质作战力量,将深刻影响和改变未来海上作战样式,世界海洋军事强国高度重视无人潜航器技术发展和作战应用。文中从单体平台、集群组网和装备能力三个角度,总结梳理国外水下无人潜航器发展现状,在此基础上,重点... 详细信息

水下无人潜航器作为水下新质作战力量,将深刻影响和改变未来海上作战样式,世界海洋军事强国高度重视无人潜航器技术发展和作战应用。文中从单体平台、集群组网和装备能力三个角度,总结梳理国外水下无人潜航器发展现状,在此基础上,重点分析水下无人潜航器水面、水下和新质通信技术与能力,研判通信手段发展趋势,为我国水下无人装备发展提供借鉴和参考。

关键词：水下无人潜航器通信技术水下作战

水下无人潜航器用碳纤维复合材料格栅结构的制备与分析

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水下无人潜航器用碳纤维复合材料格栅结构的制备与分析

基于改进烟花-蚁群算法的海流环境下水下无人潜航器的避障路径规划

第十届全国压力容器学术会议

作者：王振宇林娇戴煜宸郑传祥浙江大学化工机械研究所

21世纪是海洋世纪,开发轻质、高强和耐腐蚀的水下无人潜航器具有重要的战略意义,而潜航器的设计关键是外侧的耐压壳体,其过去主要由金属材料制备而成,目前正逐渐被碳纤维复合材料层合板结构所替代。复合材料格栅结构是层合板的一种新型... 详细信息

21世纪是海洋世纪,开发轻质、高强和耐腐蚀的水下无人潜航器具有重要的战略意义,而潜航器的设计关键是外侧的耐压壳体,其过去主要由金属材料制备而成,目前正逐渐被碳纤维复合材料层合板结构所替代。复合材料格栅结构是层合板的一种新型替代形式,本文以四边形格栅结构为例进行了实验研究,在此基础上对格栅结构和层合板的抗弯性能进行了数值模拟分析,结果表明在相同质量条件下格栅结构的抗弯性能要明显优于层合板结构,为格栅结构在水下无人潜航器中的工程应用提供了理论支撑。

关键词：水下无人潜航器复合材料格栅结构层合板结构弯曲载荷

来源： cnki会议评论

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导航与控制 2019年第1期18卷 51-59页

作者：马焱肖玉杰陈轶闫泓衫西北工业大学航海学院西安710072 海军研究院北京100161

针对有海流和障碍物影响的环境中的水下无人潜航器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)的二维自主路径规划问题,应用改进烟花-蚁群混合算法进行了求解。首先,建立了含有随机分布障碍物的二维Lamb涡流海流环境模型,将圆形障碍物等效为方... 详细信息

针对有海流和障碍物影响的环境中的水下无人潜航器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)的二维自主路径规划问题,应用改进烟花-蚁群混合算法进行了求解。首先,建立了含有随机分布障碍物的二维Lamb涡流海流环境模型,将圆形障碍物等效为方形栅格。其次,综合考虑能量消耗代价、航行时间代价、航行距离代价等优化目标,建立了路径规划数学模型。最后,应用改进烟花-蚁群混合算法对该非线性优化问题进行了求解,并进行了仿真实验。实验结果表明,该算法能够快速寻找到全局最优解,为水下无人潜航器的自主路径规划提供了一个新途径。

关键词：烟花算法蚁群算法路径规划海流环境水下无人潜航器