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一种UUV集群的隐蔽水声通信低截获技术

舰船科学技术 2024年第10期46卷 140-146页

作者：赵敏捷胡友峰高立和斌中国船舶集团有限公司第七○五研究所昆明分部云南昆明650118

针对当前水下无人航行器(UUV)或水下自主航行器(AUV)集群任务过程中水声通信隐蔽性不足的问题进行研究(简称UUV集群)。首先建立UUV集群的水声隐蔽通信分析模型,明确影响水声通信隐蔽性因素及实现隐蔽通信的技术途径;然后从工程实际的角... 详细信息

针对当前水下无人航行器(UUV)或水下自主航行器(AUV)集群任务过程中水声通信隐蔽性不足的问题进行研究(简称UUV集群)。首先建立UUV集群的水声隐蔽通信分析模型,明确影响水声通信隐蔽性因素及实现隐蔽通信的技术途径;然后从工程实际的角度给出一种基于时频空及发射功率控制的UUV集群水声隐蔽通信低截获技术实现方法。采用波束定向、宽带混合扩频/编码通信与变步长发射功率控制等综合措施进行水声隐蔽通信系统设计。性能仿真结果表明,上述方法可大大提升UUV集群的水声隐蔽通信低截获性能。

关键词： UUV 集群隐蔽通信截获因子混合扩频

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基于行为树的水下运载器减压行为决策研究

舰船科学技术 2024年第4期46卷 61-65页

作者：宋子翯王小舟段杰中国船舶集团有限公司第七〇五研究所昆明分部云南昆明650101

为减小乘员手动控制水下运载器上浮减压的安全风险,以水下运载器自动上浮停留减压问题为研究对象,分析水下运载器在水中的一系列减压过程,提出水下运载器自动上浮停留减压需求,基于行为树技术对水下运载器在减压过程中的行为决策进行设... 详细信息

为减小乘员手动控制水下运载器上浮减压的安全风险,以水下运载器自动上浮停留减压问题为研究对象,分析水下运载器在水中的一系列减压过程,提出水下运载器自动上浮停留减压需求,基于行为树技术对水下运载器在减压过程中的行为决策进行设计与建模。针对该行为决策模型进行仿真实验,通过仿真实验验证所设计行为树符合预期,为提升水下运载器智能化奠定基础。

关键词：行为树技术潜水减压行为决策仿真测试

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屏蔽式离心泵浮动叶轮轴向力平衡方法

浙江大学学报（工学版） 2024年第8期58卷 1577-1584,1603页

作者：王鑫吴一帆吴成硕武鹏杨帅吴大转浙江大学能源工程学院浙江杭州310027 中国船舶集团有限公司第七〇五研究所昆明分部云南昆明650118

为了实现屏蔽泵离心叶轮轴向力平衡,设计浮动叶轮轴向力自平衡结构,借助全流道三维数值模拟手段,研究浮动叶轮的轴向力平衡作用机理和影响因素.在对数值模拟方法进行试验验证的基础上,开展针对不同工况下叶轮不同轴向位置轴向力的数值计... 详细信息

为了实现屏蔽泵离心叶轮轴向力平衡,设计浮动叶轮轴向力自平衡结构,借助全流道三维数值模拟手段,研究浮动叶轮的轴向力平衡作用机理和影响因素.在对数值模拟方法进行试验验证的基础上,开展针对不同工况下叶轮不同轴向位置轴向力的数值计算.数值模拟结果表明,在同一流量工况下,在叶轮浮动范围内,当叶轮向泵入口方向移动时,泵前腔泄漏量减小,扬程和效率增大,且越靠近入口,对泵的性能影响越显著.轴向力呈现先减后增的趋势,在远离入口时方向指向泵入口,在靠近入口时,叶轮轴向力迅速增大,实现反向,指向泵出口,帮助叶轮停止向入口移动,这种轴向力变化趋势可以使叶轮在工作时始终处于浮动状态,实现轴向力自平衡.

关键词：离心泵浮动叶轮轴向位置轴向力

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考虑连杆和关节柔性的工业机器人大臂静动态性能优化

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农业机械学报 2024年第7期55卷 449-458页

作者：肖正明段俊杰周川余世科伍星昆明理工大学机电工程学院云南省先进装备智能制造技术重点实验室中国船舶第七〇五研究所昆明分部

为提高工业机器人整体性能，减小其静动态性能误差，提出一种综合考虑工业机器人连杆和关节柔性的拓扑优化方法。将机器人动力学与拓扑优化相结合，以变密度法(Solid isotropic material with penalization, SIMP)为基础，通过线性加权... 详细信息

为提高工业机器人整体性能，减小其静动态性能误差，提出一种综合考虑工业机器人连杆和关节柔性的拓扑优化方法。将机器人动力学与拓扑优化相结合，以变密度法(Solid isotropic material with penalization, SIMP)为基础，通过线性加权和法建立工业机器人大臂的多目标拓扑优化函数模型，基于柔性多体动力学理论，利用有限元软件和多体动力学软件建立含关节、连杆柔性的机器人刚柔耦合动力学仿真模型，获得机器人在极限工况下大臂载荷谱，最后，利用层次分析法确定优化目标函数中各子目标的权重系数，并对函数进行求解。优化结果显示，优化后机器人大臂刚度和固有频率都得到提高，并且质量下降18.71%。通过虚拟样机技术重构机器人模型，并对其整体进行分析，结果表明，最大负载作用下，机器人最大变形量从0.208 mm降至0.188 mm,静态变形量误差减小9.62%;动态定位误差从0.777 mm降至0.687 mm,定位精度提高11.58%。上述拓扑优化方法为提升工业机器人整体静动态性能提供了有效的理论参考。

关键词：工业机器人静动态性能拓扑优化刚柔耦合动力学层次分析法定位精度

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利用麦克风阵列的管道主动噪声控制方法

控制理论与应用 2024年第7期41卷 1286-1295页

作者：刘全利刘宏博钱加浩张立勇王伟高广恩大连理工大学控制科学与工程学院辽宁大连116024 大连市轨道交通智能控制与智慧运行技术创新中心辽宁大连116024 中国船舶重工集团公司第七〇五研究所昆明分部云南昆明650033

空调通风管道在运行时,内部出现的低频噪声很难通过包裹消音材料等被动式降噪方法消除.而在部署主动噪声控制时,会出现声反馈现象,影响降噪性能甚至造成控制系统的响应发散.针对这种声反馈现象,本文在分析其产生原因的基础上,将麦克风... 详细信息

空调通风管道在运行时,内部出现的低频噪声很难通过包裹消音材料等被动式降噪方法消除.而在部署主动噪声控制时,会出现声反馈现象,影响降噪性能甚至造成控制系统的响应发散.针对这种声反馈现象,本文在分析其产生原因的基础上,将麦克风阵列作为前馈,对Duvall-Frost结构的线性约束最小方差波束成形算法加入预调向,提出了利用麦克风阵列的管道主动噪声控制方法,实现单方向拾取来自管道上游的噪声信号,避免声反馈带来的影响.并利用滤波器x最小均方误差(FxLMS)算法作为自适应控制算法,针对4种典型低频噪声,在真实管道环境下进行主动降噪实验.实验结果表明,相比不使用麦克风阵列的情况,本文提出的主动噪声控制方法能达到明显的降噪性能,且在稳定性方面取得较好结果.

关键词：主动噪声控制声反馈管道系统 FxLMS 麦克风阵列

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考虑柔性工业机器人大臂静动态性能优化

农业机械学报 2024年

作者：肖正明段俊杰周川余世科伍星昆明理工大学机电工程学院云南省先进装备智能制造技术重点实验室中国船舶第七〇五研究所昆明分部

为提高工业机器人整体性能，减小其静动态性能误差，提出一种综合考虑工业机器人连杆和关节柔性的拓扑优化方法。将机器人动力学与拓扑优化相结合，以变密度法(Solid isotropic material with penalization，SIMP)为基础，通过线性加权... 详细信息

为提高工业机器人整体性能，减小其静动态性能误差，提出一种综合考虑工业机器人连杆和关节柔性的拓扑优化方法。将机器人动力学与拓扑优化相结合，以变密度法(Solid isotropic material with penalization，SIMP)为基础，通过线性加权和法建立工业机器人大臂的多目标拓扑优化函数模型，基于柔性多体动力学理论，利用有限元软件和多体动力学软件建立含关节、连杆柔性的机器人刚柔耦合动力学仿真模型，获得机器人在极限工况下大臂的载荷谱，最后，利用层次分析法确定优化目标函数中各子目标的权重系数，并对函数进行求解。优化结果显示，优化后机器人大臂刚度和固有频率都得到提高，并且质量下降18.71%。通过虚拟样机技术重构机器人模型，并对其整体进行分析，结果表明，最大负载作用下，机器人最大变形位移从0.208mm降至0.188mm，静态变形误差减小9.62%；动态定位误差从0.777mm降至0.687mm，定位精度提高11.58%。上述拓扑优化方法为提升工业机器人整体静动态性能提供了有效的理论参考。

关键词：工业机器人静动态性能拓扑优化刚柔耦合动力学层次分析法定位精度

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穿戴武器臂的人枪耦合系统发射响应研究

北京理工大学学报 2024年第4期44卷 386-394页

作者：何龙姜荃李鹏杰徐诚南京理工大学机械工程学院自动武器系江苏南京210094 中国船舶集团有限公司第705研究所昆明分部云南昆明650032 中国兵器工业第208研究所北京102202

穿戴式武器臂是一种新型单兵上肢外骨骼,对提高单兵火力打击效能具有重要作用,含武器臂的人枪耦合系统是一种复杂人机系统,其作用机制和动力学响应特性尚需进一步研究.提出了一种穿戴武器臂的总体方案,研制了穿戴式武器臂原理样机,采用1... 详细信息

穿戴式武器臂是一种新型单兵上肢外骨骼,对提高单兵火力打击效能具有重要作用,含武器臂的人枪耦合系统是一种复杂人机系统,其作用机制和动力学响应特性尚需进一步研究.提出了一种穿戴武器臂的总体方案,研制了穿戴式武器臂原理样机,采用16通道Delsys表面肌电测试系统采集射手立姿据枪瞄准时左右臂和躯干肌肉的表面肌电信号,对典型射手在有/无穿戴武器臂状态下,双手握持枪械时的肌肉疲劳状况进行对比评估;采用Codamotion三维运动捕捉系统采集立姿无依托点射和单发射击过程中枪口响应数据,建立有/无穿戴武器臂状态立姿无依托人枪相互作用动力学仿真模型,通过试验和仿真分析穿戴武器臂状态人枪系统发射动态响应特性.研究结果表明穿戴武器臂立姿据枪瞄准时射手左手肌肉的积分肌电值除三角肌外均有明显的下降,肱二头肌的下降尤为显著;穿戴武器臂立姿无依托点射时枪口后坐和竖直方向的位移量相比“无武器臂持枪射击状态”大幅下降,抵肩力也大幅下降,穿戴式武器臂减轻了穿戴者的双手肌肉疲劳,提高了枪械的射击动态稳定性.

关键词：上肢外骨骼穿戴式武器臂人枪系统发射动力学枪口响应

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圆球上浮运动特性数值仿真及试验研究

舰船科学技术 2024年第3期46卷 28-33页

作者：梁来雨陈林宋磊武汉第二船舶设计研究所湖北武汉430064 中国船舶集团有限公司第七〇五研究所昆明分部云南昆明650106 华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074

以圆球状浮体为对象,研究尺度、密度比(圆球密度与流体密度比值)对其上浮运动性能的影响。建立静水中圆球上浮运动数值模拟方法,通过与模型试验测试结果对比,验证数值方法的可靠性。通过验证的计算方法对不同尺度和密度比的圆球上浮运... 详细信息

以圆球状浮体为对象,研究尺度、密度比(圆球密度与流体密度比值)对其上浮运动性能的影响。建立静水中圆球上浮运动数值模拟方法,通过与模型试验测试结果对比,验证数值方法的可靠性。通过验证的计算方法对不同尺度和密度比的圆球上浮运动过程进行分析,结果表明:圆球在稳定上浮阶段的阻力系数大致为常数1,不随圆球尺度和密度比变化产生较大变化;若2个圆球满足相似条件且尺度之比为λ,则它们的稳定速度之比和上浮总时间之比大致为λ0.5。本研究通过对圆球上浮运动的计算和分析,寻求不同尺度圆球上浮运动之间的相关性,可为其他结构物上浮运动性能的尺度相关性研究分析提供参考依据。

关键词：自由上浮模型试验尺度效应

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三亚海洋环境试验站污损生物生态研究

中国腐蚀与防护学报 2024年第1期44卷 38-46页

作者：马士德陈新邰余任海滔韩文郭为民段继周中国科学院海洋研究所青岛266071 海南大学理学院海口570228 青岛东启机械设备有限公司青岛266071 中国船舶集团有限公司第七二五研究所三亚海洋环境试验站三亚572029 中国船舶集团有限公司第七二五研究所青岛分部青岛266101

三亚试验站的海水实验池中污损生物群落呈现物种少、密度低、个体小的特点,这与三亚自然海域及其他热带海域的情况差异较大。通过调查试验站污损生物生态分布特点,并对试验站水池结构、水质及灾害性水文气象进行了分析,表明由于试验水... 详细信息

三亚试验站的海水实验池中污损生物群落呈现物种少、密度低、个体小的特点,这与三亚自然海域及其他热带海域的情况差异较大。通过调查试验站污损生物生态分布特点,并对试验站水池结构、水质及灾害性水文气象进行了分析,表明由于试验水泥池结构改变了池内与池外自然海水的流动和交换状态,池内海水中叶绿素a及硝酸盐的浓度只有三亚湾的1/5~1/6;此外,风暴潮会在试验水池内产生高强度的冲刷,低潮位时曝晒对池壁产生较强的热效应,还存在持续5 h以上的强暴雨等极端自然灾害的侵害,这些因素导致水池水泥壁潮差区形成的污损生物群落中物种很少,都以能耐受极端环境的咬齿牡蛎为优势种,在全浸五年以上的表面无毒试板表面,也仅有稀少的管栖多毛类和厦门牡蛎附着。另外,非钝性黑色金属腐蚀率远大于在三亚其他海域的腐蚀率。本研究揭示天然海域中的人为设施会明显改变其中污损生物群落组成和结构,进而影响对材料防污性能及腐蚀过程的准确检测和评价结果。

关键词：三亚站海水试验池污损生物群落生态