基于单点虚拟振动功率的发动机转速测量方法

针对目前普遍采用的发动机转速测量方法欠缺操作简便性和普遍适用性的问题,提出一种基于发动机附体(包括外壳及其延伸部分)振动特性的转速测量方法。采用振动传感器将发动机附体振动信号转换为电压信号,由该电压信号计算振动传感器安装点所对应的单点虚拟振动功率,进而根据以先验实验数据拟合的转速-单点虚拟振动功率对应关系即可实现转速测量。为了滤除环境干扰和转速动态变化导致的高频噪声,引入了PD指数因子自适应惯性滤波。开展了某游艇发动机转速测量的实艇实验,最大测量误差小于3%,结果表明所提出的发动机转速测量方法合理有效、实施简单,对稳态及动态转速的测量均适用,测量精度满足发动机转速日常监测要求。

受人观测启发的UUV前视声纳滤波方法

UUV依据前视声纳探测信息进行在线滚动路径规划。针对浅水环境下声纳探测信息受物理及声场环境干扰杂波较多的问题,提出了一种受人观测启发的前视声纳滤波方法。首先,建立了声纳视域模型,然后采用小波阈值法进行声纳信息的初步去噪;其次,引入仿人观测的真伪目标判别策略,提出了基于时间滑窗的探测目标模糊关联与真伪判别算法。湖试结果表明:该算法能够滤除浅水环境下声纳探测信息的杂波,可提供可信环境信息,并引导UUV避开岛屿、浮箱等典型障碍目标。

游艇状态远程监测系统设计

为弥补现有游艇管理方式的弊端,使远在异地的船东及时掌握游艇状态信息,设计了游艇状态远程监测系统。首先,基于无线通信组网与传感器技术,提出系统组成方案;为获取游艇发动机转速及油耗等重要状态信息,将发动机附体上安装的振动传感器电压信号映射为单点虚拟振动功率,通过样条插值方法实现发动机转速与单点虚拟振动功率的拟合;以发动机油耗系数表征油耗与转速的对应关系;开展了游艇状态监测实艇试验。试验结果表明:本系统能够实现对游艇发动机转速、油耗和位置、航向、航速等状态信息的监测,并在游艇驶出安全区域、发动机空转等异常状况发生时给出报警信息,具有较高实用价值。

欠驱动UUV三维轨迹跟踪的反步动态滑模控制

提出一种欠驱动无人水下航行器(UUV)反步自适应动态滑模控制方法.结合反步和自适应滑模控制技术设计UUV的位置、姿态和时变速度跟踪控制器,采用虚拟速度来代替姿态误差的控制策略,将姿态跟踪控制转化为速度控制,能够有效避免传统反步法控制律设计存在的奇异值问题.针对系统模型不精确及时变扰动问题,引入滑模控制技术进行自适应补偿估计,提高了欠驱动UUV在未知环境中的鲁棒性及自适应能力,并基于李雅普诺夫稳定性理论证明了该控制系统误差最终一致有界.仿真结果表明:提出的UUV三维轨迹跟踪反步动态滑模控制方法收敛、有效,能够实现在系统参数不精确及时变扰动情况下的三维轨迹精确跟踪控制.