无人机辅助MEC系统中的联合计算卸载和轨迹设计

文中提出了一种无人机辅助移动边缘计算(MEC)系统,其中一架配备计算资源的无人机作为飞行基站(BS)处理从用户迁移来的应用任务,以节省用户设备的能耗.考虑了一种通用的瑞森衰落信道模型,通过联合优化无人机轨迹、用户发射功率、用户调度和比特分配,以最小化所有用户设备的平均能耗.设计了一种基于迭代分块连续上界最小化算法,并引入二次惩罚项进行交替求解.结果表明:文中所提出的联合优化方案优于其他基准方案,能显著降低用户的能量消耗.

非完备状态下电磁弹射系统弹射时序再恢复策略

战时,航母上两部主力弹射储能系统可能遭受打击,进而使其蓄电池组部分遭受损坏。依靠两者之间功率动态平衡建立的交替弹射时序可能发生紊乱。针对此问题,提出了基于电磁弹射系统耦合的弹射时序再恢复控制策略。首先,建立了包含蓄电池、超级电容器(super capacitor, SC)、直线电机(line motor, LM)及耦合装置的电磁弹射系统耦合模型。其次,在分析弹射系统动态特性的基础上,提出了充放电功率优化策略。即通过协调互联装置与储能控制,在失衡的非完备状态初始条件下,实现两侧系统在各自弹射周期内功率交替性动态平衡,进而恢复正常的弹射时序。并针对动态充放电过程中的蓄电池单侧耗尽问题,提出了基于荷电状态(state of charge, SOC)均衡的自适应下垂控制方法。最后利用Matlab/Simulink软件进行建模仿真,验证了所提策略在实现交替弹射时序再恢复及避免蓄电池单侧耗尽方面的有效性和优越性。

水面无人艇发展趋势及关键技术展望

水面无人艇由于其自主性、机动性和人员低风险等内在特点,已成为支撑未来作战方式向网络化、智能化变革的重要装备。目前,国内外各大机构都在积极推进无人系统的研究工作,水面无人艇已进入快速发展阶段。本文对水面无人艇的典型装备及发展阶段进行梳理,并阐述水面无人艇的发展现状、综合技术现状和发展需求,分析提出水面无人艇未来的发展趋势及需突破的关键技术。

一种面向航空母舰甲板运动状态预估的鲁棒学习模型

航母甲板在风、浪、流等因素影响下做六自由度不规则运动,影响舰载机着舰精度.航母甲板运动预估与补偿是自动着舰系统的重要功能之一,也是提高舰载机着舰安全性与成功率的关键技术之一.为此,提出一种面向甲板运动预估的鲁棒学习模型,通过基本构建单元自适应演化出复杂学习系统.构建单元的训练采用非梯度的伪逆学习策略,提高了训练效率,简化了学习控制超参数调优;构建单元的架构设计采用数据驱动的策略,简化了架构超参数调优;采用图拉普拉斯正则化方法提高了模型对噪声和意外扰动的鲁棒性.通过某型航母在中等海况条件下以典型航速巡航时的仿真实验,验证了所提方法在甲板纵摇、横摇以及垂荡运动预估问题中的有效性及鲁棒性.

国外海洋自主无人系统跨域协同实践研究

随着单域无人系统复杂环境感知、精准推理决策、协同运动控制等智能化技术的发展,海洋自主无人系统趋向跨域协同方向发展。分析了国外跨域协同概念及其发展动因,梳理了国外空中域、水面域、水下域三类域节点的海上无人装备典型协同运用实践,从中提取了协同控制架构、协同导航定位、协同态势感知和协同任务规划等关键技术,相关成果可为国内海洋自主无人系统跨域协同技术发展提供参考和支撑。

海上无人系统集群发展现状及关键技术研究进展

海上无人系统集群作战正在从概念走向实装应用。着眼于海上无人系统集群作战任务的需要,总结无人机集群、水面无人艇集群、无人水下机器人集群和跨域无人系统集群的国内外发展现状,分析海上无人系统集群协同作战所需的关键技术,包括通信自组网、协同态势感知、任务分配、航迹规划、集群编队控制和虚拟测试等。系统性归纳海上无人系统集群所需各项技术的主要研究思路、代表性算法及相关算法的研究趋势,期望能够为海上无人系统集群技术研究提供有益的参考和借鉴。

中国无人艇有多厉害

这些年国产无人艇的发展相对无人机来说是比较低调的,但是实力不容小觑。前段时间沙特利雅德军警防务展上,就有国产无人艇精彩亮相,那就是世界上首款搭载了有源相控阵雷达的高隐身防空无人艇。中国的无人艇到底是怎么低调发展到如今的呢?

极地船冰载荷简化计算方法研究

在极地船破冰过程中,船体--海冰之间将产生十分复杂的动力学行为。本文利用有限元数值仿真软件LS-DYNA模拟一艘极地船连续破冰过程,提出了考虑冰水耦合作用的冰载荷数值计算方法,研究了考虑海冰与海水的耦合作用对作用于船体的冰载荷量值的影响。将本文提出的数值计算方法结果与冰池模型试验数据进行了对比分析,对数值算法的合理性与准确性进行了验证。在此基础上,提出冰载荷准静态分析方法,将有限元直接计算结果与规范设计载荷对比分析,引入动力缩放系数,并将其应用到冲撞式破冰能力计算的冰载荷简化模拟方法。

基于航速修正处理的单舰被动定位算法

提出一种基于航速修正处理的单舰被动定位算法,在修正增益推广卡尔曼滤波器的基础上,该算法把运动目标舰艇的航速约束当作输出为0的增加的观测数据加入到测量方程,约束的强度由约束条件的噪声方差确定。提出一种规避因子,用来约束目标状态方程中的航速,基本思想是根据当前估计的目标位置和航速,估计下一个周期将航行到陆地岛礁或即将航行到陆地岛礁时,用规避因子矩阵来修正航速的方向和大小,避免了出现目标航行到陆地岛礁的情况。计算机模拟结果表明,航速修正处理后不会出现穿越陆地岛礁的运动舰艇航迹,同时还能提高对海上运动舰艇辐射源的被动定位精度。

提高航母高危舱室安全性的保障制度研究

从保障制度层面出发,讨论提高航母高危舱室安全性的方法和措施。论述建立航母高危舱室安全性保障制度的意义和内容,并以弹药舱为例阐述了这项制度的实施措施。

海上无人集群有人/无人协同控制架构

无人集群作战已成为现代战争的常态模式,有人节点与无人集群的协同控制是充分发挥无人系统作战效能的关键。对国外无人集群发展路线进行了梳理,描述了可能的海上无人集群与有人舰艇协同作战样式,分析了未来战争对智能无人集群作战使用以及能力持续提升需求,探讨了集群协同指挥控制对有人舰艇作战体系兼容性、架构开放性以及群体智能性的要求;最后提出了一种海上无人集群有人/无人协同控制架构,给出了能够适应分布式和集中式控制的功能服务部署思路,促进海上有人/无人集群协同能力快速形成。

破冰船冲撞式破冰结构强度数值仿真方法研究

本文基于瞬态动力学分析法对破冰船冲撞式破冰过程进行有限元数值仿真研究。针对该方法中的船冰撞击分析、海冰浮力模拟等一些关键问题进行研究,根据上述方法对某破冰船冲撞式破冰过程进行数值模拟,并对应力计算结果进行校核。总之,本文建立的一套评价破冰船冲撞式破冰过程船体应力方法,对于中国老龄破冰船的强度评估具有重要意义。

濒海战斗舰的特点与短板

濒海战斗舰是一种排水量与传统护卫舰相当,同时拥有隐身能力强、速度高、回转性好、吃水浅、可重新组合的模块化结构、自动化程度高、适用于濒海/近海区域作战等特点的一种新型舰船。但是,从目前的技术观点看,濒海战斗舰还远非完美,它还存在不少的技术短板与性能的不足。本文对濒海战斗舰的现状与优缺点进行简要的介绍与分析。

无人水面艇反潜战载荷分析

反潜型无人水面艇可以有效提高执行反潜任务的效费比,但无人水面艇反潜战载荷与传统作战平台的反潜任务系统相比有较大区别,无人水面艇反潜战载荷走向实用面临诸多问题。本文从无人水面艇反潜任务需求、反潜战载荷适装性、反潜战载荷集成方式和使用方式等方面对无人水面艇反潜战载荷进行了综合分析,可为反潜型无人水面艇以及无人水面艇反潜战载荷的设计和使用提供借鉴和参考。

航空母舰动力装置选型及应用可行性研究

核动力装置能显著提升全舰的动力性、续航力及隐蔽性,并且不会对全舰舱室及甲板的布置造成显著影响,是未来大中型航空母舰重要的发展方向。而轻型航空母舰则更倾向于使用燃气轮机等常规动力装置。汽轮机有着较高的输出功率,且运转平稳,可靠性高,适用于各种类型的航空母舰,并且作为核动力装置的主机,有着广阔的发展前景。截至目前,虽然我国现阶段所拥有的3艘航空母舰——“辽宁舰”“山东舰”及“福建舰”均采用常规动力,但随着技术的发展,新型核动力航空母舰也有望在将来加入海军编队,为我国的领海安全及边防事业作出不可或缺的贡献。

角变形测量系统中的时统部件底层开发与设计

为完成角变形测量系统中测量系统与外围设备时间上的同步问题,设计开发了时统部件。采用DDK驱动程 序开发包技术开发了时统部件的基于双端口RAM数据交换驱动程序和中断响应驱动程序,达到了测量系统与舰艇设备 时间同步的目的,成功地应用在角变形测量系统中。

基于单椭球体舰船磁场模型的感固分离研究

舰船在地球弱磁场中的磁化过程是线性、可逆的,可以将舰船磁矩分为固定磁矩和感应磁矩。对于不同的舰船磁场数学模型,对其进行感固分离通常是采用不同的方法。通过对舰船的3个方向上的去磁系数进行分析,可以近似地将椭球体模型中的感应磁矩和固定磁矩分离开来。

船用蒸汽蓄热器连续工作过程数学模型及其性能仿真

根据船用蒸汽蓄热器的特点,建立了考虑蒸发(冷凝)相变弛豫时间的船用蒸汽蓄热器连续工作过程数学模型,并利用实验结果验证了模型的准确性,在此基础上利用仿真模型研究了关键参数对于连续充、放汽过程动态特性的影响。船用蒸汽蓄热器的充水系数决定蓄热器的蓄热能力,同时制约着系统的机动性,而充、放汽压力在影响蒸汽能量的储存与转化效率的同时,对于能否优化蓄热器的容积起到关键作用,因此应充分考虑弹射系统对弹射周期、弹射蒸汽压力、弹射所需蒸汽量等参数的要求匹配好两者的关系,使其既能满足弹射效率又能达到舰载机起飞所需的蒸汽参数。

国外航母舰载机出动回收能力指标体系分析

航母舰载机出动回收能力是航母舰机适配性的重要表征指标之一。为研究舰载机出动回收能力指标体系及指标内涵,重点分析了航母舰载机出动回收能力的基本概念及影响航母舰载机出动回收能力的某些约束因素;针对国外衡量航母舰载机出动回收能力中常用指标,讨论其内涵及设定这些指标的意义。通过对美国、英国、法国和俄罗斯几个典型实例的分析结果表明:实战和演习是国外航母舰载机出动回收能力指标体系建立和相应指标值设定的主要依据。

飞机电磁弹射系统发展综述

飞机电磁弹射系统是一种利用直线电机产生的电磁力将舰载机在航母甲板上加速到起飞速度的弹射装置。介绍了EMALS的需求背景和发展概况,总结它相对于蒸汽弹射系统的巨大优势,分析它的组成和关键技术,并指出它未来的发展方向和推广应用于其他军民领域的潜力,论述了我国航母跨越蒸汽弹射系统,直接发展EMALS的必要性。发展电磁弹射技术不仅有利于我国航母战斗力的极大提升,也有利于推动国家相关军民技术的极大发展。