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水下滑翔机器人载体外形设计与优化

机器人 2005年第2期27卷 108-112,117页

作者：胡克俞建成张奇峰中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016

借助流体动力计算软件CFX和Matlab,对水下滑翔机器人载体外形进行设计和优化.通过对 4种载体方案的分析计算和运动仿真,最终得到了一种比较合理的外形方案.研究结果表明,采用CFX流体动力计算软件对于研究水下机器人载体的外形结构,尤其... 详细信息

借助流体动力计算软件CFX和Matlab,对水下滑翔机器人载体外形进行设计和优化.通过对 4种载体方案的分析计算和运动仿真,最终得到了一种比较合理的外形方案.研究结果表明,采用CFX流体动力计算软件对于研究水下机器人载体的外形结构,尤其是在方案设计阶段在外形流体动力设计中具有重要的作用,可缩短研制周期、降低设计成本.

关键词：水下滑翔机器人水下机器人外形优化 CFX Matlab

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水下滑翔机器人实时仿真平台研究与开发

系统仿真学报 2008年第22期20卷 6126-6128,6132页

作者：张禹张亮何广涛苏东海沈阳工业大学沈阳110023

为检验水下滑翔机器人系统的整体性能及载体在水下的运动学和动力学特性,提出了采用半物理仿真方式建立水下滑翔机器人实时仿真平台的设想。介绍了建立实时仿真平台的硬件结构,并对水下滑翔机器人实时仿真平台的搭建过程作了简要的说明... 详细信息

为检验水下滑翔机器人系统的整体性能及载体在水下的运动学和动力学特性,提出了采用半物理仿真方式建立水下滑翔机器人实时仿真平台的设想。介绍了建立实时仿真平台的硬件结构,并对水下滑翔机器人实时仿真平台的搭建过程作了简要的说明。仿真平台系统包括虚拟水下滑翔机器人系统和虚拟显示系统两部分,其中虚拟显示系统包括:MultiGen Creator建立的三维载体模型和海底地形;Vega生成的实时视景程序;基于MFC的视景仿真程序。

关键词：水下滑翔机器人半物理仿真 Creator 视景Vega

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水下滑翔机器人水动力研究与运动分析

船舶工程 2006年第1期28卷 12-16页

作者：吴利红俞建成封锡盛中国科学院沈阳自动化所

水下滑翔机器人是一种无外挂推进系统,仅依靠内置执行机构调整重心位置和净浮力来控制其自身运动的新型水下机器人,主要用于长时间、大范围的海洋环境监测,因此要求其具有低阻性和高稳定性.文章主要从水动力特性出发对水下滑翔机器人进... 详细信息

水下滑翔机器人是一种无外挂推进系统,仅依靠内置执行机构调整重心位置和净浮力来控制其自身运动的新型水下机器人,主要用于长时间、大范围的海洋环境监测,因此要求其具有低阻性和高稳定性.文章主要从水动力特性出发对水下滑翔机器人进行优化设计,包括主载体线型、升降翼和稳定翼的优化等,并对水动力优化设计的结构进行了定常滑翔运动和空间螺旋回转运动分析,这将为后期的控制系统设计提供参考.

关键词：机器人水下滑翔机器人水动力设计运动分析

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水下滑翔机器人运动分析与载体设计

海洋工程 2006年第1期24卷 74-78,85页

作者：张奇峰俞建成唐元贵李硕张艾群中国科学院沈阳自动化研究所

水下滑翔机器人是一种新型水下机器人,具有噪声低、航行距离远、续航时间长、成本低等特点。分析了水下滑翔机器人的驱动机理和运动实现,给出了水下滑翔机器人典型运动的仿真结果,并以正在设计的一水下滑翔机试验样机为研究对象,描述了... 详细信息

水下滑翔机器人是一种新型水下机器人,具有噪声低、航行距离远、续航时间长、成本低等特点。分析了水下滑翔机器人的驱动机理和运动实现,给出了水下滑翔机器人典型运动的仿真结果,并以正在设计的一水下滑翔机试验样机为研究对象,描述了样机的整体结构布局,详细研究了浮力调节机构、俯仰调节机构和横滚调节机构的实现方法,并就样机中各执行机构的设计实现进行了论述。

关键词：水下机器人水下滑翔机器人滑翔运动分析载体设计

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水下滑翔机器人运动机理仿真与实验

海洋工程 2007年第1期25卷 64-69页

作者：王长涛俞建成吴利红封锡盛中国科学院沈阳自动化研究所

对水下滑翔机器人SEA-WING的定常滑翔运动和空间定常螺旋回转运动进行机理分析,针对其特定水动力系数进行仿真,得出其运动机理特性。在此基础上,通过湖试实验数据对仿真结果进行验证,认为对于定常滑翔运动,以约36°航迹角滑行可得到最... 详细信息

对水下滑翔机器人SEA-WING的定常滑翔运动和空间定常螺旋回转运动进行机理分析,针对其特定水动力系数进行仿真,得出其运动机理特性。在此基础上,通过湖试实验数据对仿真结果进行验证,认为对于定常滑翔运动,以约36°航迹角滑行可得到最大水平速度;在相同航迹角航行情况下,水平方向速度随净浮力的增大而增大。对于定常回转运动,回转半径由载体的质量、俯仰角、水动力参数、横滚角确定。在质量和俯仰角保持不变条件下,横滚角对回转半径的影响较明显,系统的回转半径可以通过控制横滚角来实现的。

关键词：水下滑翔机器人定常滑翔运动螺旋回转运动运动机理

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水下滑翔机器人载体外形设计与优化

机械设计与制造 2010年第10期 148-150页

作者：张禹李雀屏杨国哲苏东海沈阳工业大学沈阳110178

为了降低载体水阻力,增加载体升阻比,提高载体操纵性能,分析了水下滑翔机器人的载体水动力特性。首先采用计算流体力学软件,通过分析对比四种主体方案得到了比较合理的主体线型,然后设计与优化了载体附体线型,最后得到了优化的载体外形... 详细信息

为了降低载体水阻力,增加载体升阻比,提高载体操纵性能,分析了水下滑翔机器人的载体水动力特性。首先采用计算流体力学软件,通过分析对比四种主体方案得到了比较合理的主体线型,然后设计与优化了载体附体线型,最后得到了优化的载体外形方案。通过上述研究工作缩短了水下滑翔机器人研制周期,降低了设计成本。

关键词：水下滑翔机器人外形优化水动力分析 CFX

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水下滑翔机器人实时仿真平台研究与开发

水下滑翔机器人实时仿真平台研究与开发

作者：张亮沈阳工业大学

学位级别：硕士

水下机器人（UUVs）可分为遥控型水下机器人（ROVs）和自治水下机器人（AUVs）两大类。本文所研究的水下滑翔机器人（Underwater Glider）属于自治水下机器人的一种。它是一个由载体系统、通讯系统、导航系统、传感器系统、能源系统和... 详细信息

水下机器人（UUVs）可分为遥控型水下机器人（ROVs）和自治水下机器人（AUVs）两大类。本文所研究的水下滑翔机器人（Underwater Glider）属于自治水下机器人的一种。它是一个由载体系统、通讯系统、导航系统、传感器系统、能源系统和智能控制系统组成的复杂大系统。一方面,水下滑翔机器人的可靠性、稳定性和自主能力在没有得到确切的验证之前,对它进行海上实验是有很大的危险性。另一方面,由于海洋环境复杂、危险,在海上进行水下实验,还有实验成本高,周期长的缺点。针对上述问题,本文开展了水下滑翔机器人实时仿真系统的开发研究工作,并成功建立了一个实时仿真系统平台。为了充分实现仿真的实时性,在实时仿真系统平台中,采用半实物的实时仿真模式。系统硬件由自动驾驶计算机、虚拟水下滑翔机器人计算机和虚拟显示计算机三部分组成。在系统进行仿真时,将自动驾驶计算机与机载设备断开,而将自动驾驶计算机连接到虚拟水下滑翔机器人计算机上。由自动驾驶计算机产生控制指令来驱动虚拟水下滑翔机器人系统,同时从虚拟水下滑翔机器人系统获得需要的虚拟水下滑翔机器人的运动状态信息、设备状态信息、导航信息以及虚拟环境信息,而虚拟显示系统通过以太网从虚拟水下滑翔计算机接收虚拟载体位置、姿态信息,并通过动画形式显示出来,完成整个实时仿真过程。本论文所完成的工作包括:虚拟显示系统中虚拟水下滑翔机器人三维载体的MultiGen Creator建模、海底地形的Creator建模、以及MFC框架下基于Vega的实时三维视景程序的编制;虚拟水下滑翔机器人系统中GPS、电台、TCM3传感器模型和电机模型的建立;网络数据交换及三部分的联机调试。通过水下滑翔机器人实时仿真平台的成功搭建,很好的解决了水下滑翔机器人在研究开发及试验中的两个主要问题,并达到了预期的目标。更加合理、完善的仿真系统还有待研究,也是以后工作的重点。

关键词：水下滑翔机器人半物理仿真 Creator Vega MFC

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水下滑翔机器人系统研究

海洋技术 2006年第1期25卷 6-10,19页

作者：俞建成张奇峰吴利红李硕张艾群中国科学院沈阳自动化研究所

水下滑翔机器人是一种新型的水下机器人,可以作为水下监测平台用于大范围、长时间的大尺度海洋环境监测作业。文中调查了水下滑翔机器人的国内外发展现状,分析了其可能的应用领域。详细介绍了中国科学院沈阳自动化研究所开发的水下滑翔... 详细信息

水下滑翔机器人是一种新型的水下机器人,可以作为水下监测平台用于大范围、长时间的大尺度海洋环境监测作业。文中调查了水下滑翔机器人的国内外发展现状,分析了其可能的应用领域。详细介绍了中国科学院沈阳自动化研究所开发的水下滑翔机器人系统,包括载体外形优化设计、载体结构设计和控制系统设计。分析了水下滑翔机器人定常滑翔运动和空间螺旋会转运动的运动性能。

关键词：水下机器人水下滑翔机器人海洋环境监测运动学

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基于GPRS的水下滑翔机器人监控系统设计

微计算机信息 2007年第34期23卷 90-91,121页

作者：朱心科公丕亮王长涛俞建成中国科学院沈阳自动化研究所

水下滑翔机器人具有续航能力强、作业时间长等特点,适合于大范围海洋环境监测应用,可用于构建近海海洋环境立体监测网络。利用近海较好的GPRS网络覆盖条件,设计了基于GPRS网络的近海水下滑翔机器人监控系统。该监控系统不仅实现了在现... 详细信息

水下滑翔机器人具有续航能力强、作业时间长等特点,适合于大范围海洋环境监测应用,可用于构建近海海洋环境立体监测网络。利用近海较好的GPRS网络覆盖条件,设计了基于GPRS网络的近海水下滑翔机器人监控系统。该监控系统不仅实现了在现场监控中心对水下滑翔机器人的监控,还可以通过Internet网络对水下滑翔机器人进行远程监控。文章详细介绍了监控系统的总体架构、GPRS终端硬件设计和系统软件设计。

关键词：水下滑翔机器人监控系统 GPRS