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多状态系统任务成功性仿真评估

系统工程与电子技术 2024年第1期46卷 237-244页

作者：邵松世刘海涛袁昊劼张志华海军工程大学舰船与海洋学院湖北武汉430033 海军工程大学基础部湖北武汉430033

针对多状态系统任务成功性评估问题,通过对系统运行规则进行分析,将其状态分为成功态和失败态两类。在计算系统状态持续时间分布和不同状态之间转移概率的基础上,利用半马尔可夫过程,建立系统运行的状态转移模型。通过分析使用、维修和... 详细信息

针对多状态系统任务成功性评估问题,通过对系统运行规则进行分析,将其状态分为成功态和失败态两类。在计算系统状态持续时间分布和不同状态之间转移概率的基础上,利用半马尔可夫过程,建立系统运行的状态转移模型。通过分析使用、维修和保障资源约束的作用机理,对多状态系统任务成功性评估进行仿真设计。最后,结合示例验证了所提方法的可行性和有效性。

关键词：多状态系统任务成功性状态转移仿真模型

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槽道型无人双体船操纵性预报研究

船舶力学 2024年第4期28卷 501-512页

作者：刘冬雨高霄鹏霍聪海军工程大学武汉430000

路径规划是无人艇实现自主航行的关键技术之一,良好的路径规划方法对无人艇的智能化发展具有重要意义。而在已有的路径规划研究中,并未考虑无人艇的操纵性能。为了使规划的路径具有较短的航行时间、路径长度以及较优的路径跟踪能力,需... 详细信息

路径规划是无人艇实现自主航行的关键技术之一,良好的路径规划方法对无人艇的智能化发展具有重要意义。而在已有的路径规划研究中,并未考虑无人艇的操纵性能。为了使规划的路径具有较短的航行时间、路径长度以及较优的路径跟踪能力,需将无人艇自身的操纵性能与路径规划算法相融合。为精确地预测船舶的操纵性能,本文以槽道型无人双体船为研究对象,通过CFD技术开展斜航、纯横荡和纯艏摇三种平面运动机构仿真试验,使用不同水动力模型对仿真结果进行拟合,计算得到相应的水动力导数。同时采用MMG模型,建立船舶操纵运动数学模型,模拟无人双体船的回转运动和Z形运动,分析不同水动力模型对仿真结果的影响,并实现无人双体船的操纵性预报。

关键词： MMG模型水动力导数操纵性能无人双体船

水下多格弹性角反射体声反射特性及强度增强方法

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兵工学报 2024年第6期45卷 2025-2033页

作者：罗祎张景卓褚子超吴浩然海军工程大学兵器工程学院湖北武汉430033 海军工程大学基础部湖北武汉430033 海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033

单格角反射体只能反射一定方向的入射波,为了反射不同方向入射声波,需要构造多格角反射体并研究其声反射特性。以不同类型八格金属板角反射体为对象,基于结构有限元耦合间接边界元法,对水下多格弹性角反射体的散射声场进行数值仿真,分... 详细信息

单格角反射体只能反射一定方向的入射波,为了反射不同方向入射声波,需要构造多格角反射体并研究其声反射特性。以不同类型八格金属板角反射体为对象,基于结构有限元耦合间接边界元法,对水下多格弹性角反射体的散射声场进行数值仿真,分析不同频率、材料、厚度、入射角度等因素影响下不同类型多格角反射体声反射性能,从便于工程应用角度提出增强其声反射能力的方法。通过典型情况下的水池实验,对仿真计算与实验数据的一致性进行验证。实验结果表明:水下多格弹性角反射体目标强度随入射频率增大而增大,并趋向稳定;目标强度随入射角度改变波动幅度较大,不同类型角反射体目标强度值差异较大;目标强度随平板厚度的增加而增大,但不显著;目标强度随着边长的增加而明显增大;软介质材料构成的多格角反射体,水下声反射性能明显优于金属角反射体。因此,为增强水下多格角反射体声反射能力,增大反射体边长及选用低阻抗材料是更有效的方法。

关键词：水下多格角反射体弹性声反射增强方法

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自修复聚氨酯材料的研究进展

材料导报 2024年第1期38卷 249-258页

作者：刘亚豪王源升杨雪黄威李科王轩海军工程大学基础部武汉430033 海军工程大学舰船与海洋学院武汉430033 海军工程大学振动与噪声研究所武汉430033 海军工程大学船舶振动噪声重点实验室武汉430033 92941部队辽宁葫芦岛125001

聚氨酯材料因具有优异的综合性能而得到了广泛应用,但是其在使用过程中不可避免地会产生微裂纹等结构破坏,而自修复技术是解决这一问题的有效方案。本文阐述了非本征型和本征型自修复的机理,重点综述了本征型自修复材料的设计方法和研... 详细信息

聚氨酯材料因具有优异的综合性能而得到了广泛应用,但是其在使用过程中不可避免地会产生微裂纹等结构破坏,而自修复技术是解决这一问题的有效方案。本文阐述了非本征型和本征型自修复的机理,重点综述了本征型自修复材料的设计方法和研究进展,讨论了不同设计方法对材料自修复性能、力学性能等的影响,最后针对自修复材料自修复性能和力学性能的平衡问题,探讨了复合型自修复体系的可行性、设计思路和最新进展,提出了复合型自修复材料是今后的一大发展趋势,并展望了自修复材料面临的挑战和发展方向。

关键词：自修复聚氨酯可逆动态键力学性能石墨烯

浅水规则波中舰船航行引起的压力场目标特性快速算法

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兵工学报 2024年

作者：邓辉李沛豪易文彬夏维学孟庆昌海军工程大学基础部

舰船航行引起的压力场特性是海战场的重要信息源，而舰船航行遭遇波浪，船-波相互作用引起的压力波动成为舰船自身压力场的背景干扰，影响目标的预判与识别。为此，针对浅水规则波环境，开展舰船航行引起的压力场目标特性快速算法研究... 详细信息

舰船航行引起的压力场特性是海战场的重要信息源，而舰船航行遭遇波浪，船-波相互作用引起的压力波动成为舰船自身压力场的背景干扰，影响目标的预判与识别。为此，针对浅水规则波环境，开展舰船航行引起的压力场目标特性快速算法研究。基于浅水波动理论结合造波源项与移动压力项法，建立适用于浅水规则波环境的压力场建模方法，提出灵活高效的算法，并独立编写预报程序，逐步实现浅水规则波环境、静水中舰船压力场模拟以及舰船迎浪航行引起的压力时空演变特性预报。在验证性研究基础上，对比分析了船、浪遭遇前后引起的压力场特性，以及亚、超临界航速下压力分布特性，揭示波浪对压力场特性的影响，为海洋环境干扰下舰船目标特性的预报与识别提供理论依据和技术支撑。

关键词：舰船波浪环境压力场快速预报算法目标特性

基于改进差分进化算法的水下恒定电流元定位方法

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哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：陈聪吴旭孙嘉庆王文龙侯云甫海军工程大学基础部

针对水下非合作军事目标的远程被动电场定位需求，提出利用非规则布放的测量电极获得水下电位数据，并采用边界变异自适应差分进化算法可以实现对半无限大海水中恒定电流元的准确定位。首先从半无限大海域中恒定电流元所产生的标量电位... 详细信息

针对水下非合作军事目标的远程被动电场定位需求，提出利用非规则布放的测量电极获得水下电位数据，并采用边界变异自适应差分进化算法可以实现对半无限大海水中恒定电流元的准确定位。首先从半无限大海域中恒定电流元所产生的标量电位表达式出发，通过建立目标函数，将电流元的定位问题转化为目标函数最小值优化问题；然后引入参数自适应策略和边界变异处理机制，以解决基本差分进化算法存在的易陷入局部最优解、收敛性差、抗噪能力弱等问题。仿真分析和实验室定位结果表明，所提出的边界变异自适应差分进化算法在解决水下恒定电流元定位问题时，具有不依赖初值、搜索范围大、抗噪性能好等优点，具有较强的实用性。

关键词：电场定位非线性方程组差分进化参数自适应边界变异恒定电流元

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一种单信标测距辅助INS的导航方法

中国惯性技术学报 2024年第6期32卷 586-591,597页

作者：童余德查峰黄晓颖陈永冰李文魁海军工程大学电气工程学院武汉430033 海军工程大学作战运筹与规划系武汉430033

传统基于地球物理场的匹配辅助惯性导航方法在基础数据变化特征不明显或数据缺乏等苛刻条件下,难以实现有效匹配定位。为解决这一问题,提出了一种单信标测距辅助惯性导航系统(INS)的方法。首先,在单信标测距解析基准图上引入相关极值匹... 详细信息

传统基于地球物理场的匹配辅助惯性导航方法在基础数据变化特征不明显或数据缺乏等苛刻条件下,难以实现有效匹配定位。为解决这一问题,提出了一种单信标测距辅助惯性导航系统(INS)的方法。首先,在单信标测距解析基准图上引入相关极值匹配辅助导航算法并进行重新建模。然后,采用差分进化寻优算法对该模型进行解算,并设计了一种固定匹配序列长度的建模方法以解决相关极值匹配算法实时性差的缺点。所提方法在缺乏地球物理基础数据条件下,仅需在海底布放单只声信标即可实现局部海域水下高精度实时定位。同时,由于采用的测距基准图为解析形式,所提方法也能较好地解决离散匹配算法定位精度受限于基准图分辨率等问题。最后,设计了相关实测实验,实验结果表明当惯导定位误差累积为1529.4 m时,采用所提方法与单信标匹配,定位误差减小为111.8 m,算法的有效性得到了验证。

关键词：单信标实时相关极值匹配惯性导航

基于深度自编码器的核动力历史异常数据检测技术研究

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核动力工程 2024年第2期45卷 207-213页

作者：杨继红陈玲王晓龙张永发高明海军工程大学核科学技术学院武汉430033 海军92330部队

为解决核动力历史异常数据检测中存在的新的异常识别困难问题,基于重构误差的思路,提出基于深度自编码器的历史数据异常检测模型。该模型以某稳态运行工况下正常历史数据为学习对象,通过最小化正常数据重构误差目标训练模型,根据待测数... 详细信息

为解决核动力历史异常数据检测中存在的新的异常识别困难问题,基于重构误差的思路,提出基于深度自编码器的历史数据异常检测模型。该模型以某稳态运行工况下正常历史数据为学习对象,通过最小化正常数据重构误差目标训练模型,根据待测数据重构误差大小判断其是否异常。研究结果表明,深度自编码器对正常数据重构能力较好,对异常数据重构能力不足。因此,通过比较重构误差大小,深度自编码器能够有效检测出核动力历史异常数据,其性能优于一类支持向量机,可以为核动力装置状态评估提供相关依据。

关键词：核动力异常检测重构误差深度自编码器

基于空间耦合传输方法的FBG传感器转子涡动测温误差及其影响因素研究

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光子学报 2024年第4期53卷 104-119页

作者：陈思彤黄俊斌顾宏灿姚高飞徐丹李哲宇海军工程大学兵器工程学院武汉430033 海军工程大学电子工程学院武汉430033 海军工程大学电磁能技术全国重点实验室武汉430033

针对电机转子涡动对光纤光栅温度监测系统精度产生的影响,采用光纤光栅(FBG)的传输矩阵理论和自聚集透镜的耦合损耗理论,建立了涡动条件下FBG扫描光谱模型,结合相关试验,研究了扫描光谱的畸变规律及系统测温误差的影响因素。结果表明:... 详细信息

针对电机转子涡动对光纤光栅温度监测系统精度产生的影响,采用光纤光栅(FBG)的传输矩阵理论和自聚集透镜的耦合损耗理论,建立了涡动条件下FBG扫描光谱模型,结合相关试验,研究了扫描光谱的畸变规律及系统测温误差的影响因素。结果表明:涡动导致扫描光谱反射峰发生偏移、3 dB带宽减小,通过协调涡动频率和解调仪扫描频率,使准直器间耦合损耗周期达到FBG光谱扫描时间的10倍以上(q>10)是保证较低测温误差的关键;同时,质心法对剧烈涡动条件下扫描光谱的寻峰效果明显优于高斯曲线拟合法。随着转子端面处的径向位移幅值或轴线偏角幅值的增大,系统的测温误差先缓慢地增大、后剧烈地增大;随着椭圆形轴心运动轨迹轴比的增大,测温误差先剧烈地增大、后缓慢地增大至稳定。当转子径向位移幅值小于200μm、轴线偏角幅值小于0.167°时,在轴比等于3、q值等于10条件下,15次采样试验反映出质心法和高斯曲线拟合法分别令系统的测温误差从2.9℃降低至0.6℃和1.1℃,为监测系统的应用与测温精度的预估提供了依据。

关键词：光纤光栅温度传感器转子温度监测系统转子涡动畸变光谱测温误差