常值海流作用下多自主水下航行器编队控制

研究了常值海流作用下自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)的编队控制问题。控制器设计分为两部分:一部分综合应用Lyapunov方法和Backstepping技术设计了单体AUV路径跟踪动力学控制律,保证了路径跟踪误差在常值海流作用下的全局渐进稳定;另一部分为路径参数一致性协同跟踪控制器,保证在仅有一个或一部分AUV获取虚拟领航AUV路径参数更新速度情形下能对其进行协同跟踪。从理论上证明了整个闭环系统的稳定性。仿真结果表明了所提出方法的有效性。

基于有效水面的航行器击水力数值计算

在斜入水条件下空投航行器击水力的计算问题上,为了满足自由面条件,以往的数值计算方法都是相对于"未扰水面"做物体已入水部分的镜像映射,这样做往往导致计算结果产生偏差。针对以上问题,考虑了航行器击水时的溅水影响,提出了基于有效水面的入水冲击力数学描述方法,给出了击水力的数值模拟方法,而后针对某对象空投航行器,给出了100m/s入水速度、40°入水角的击水力计算结果,并与以往数值方法结果和实际试验数据进行了对比,结果表明文中给出的计算方法具有高度的准确性。

基于LabVIEW的水下航行器制导系统建模与仿真

要在整合实际物力模块的仿真中更完美地利用LabVIEW对硬件支持的强大能力,最佳的解决方案必然是在纯Lab-VIEW环境下构筑完整的仿真模型。针对完全独立使用LabVIEW进行水下航行器制导系统仿真研究面临的动态系统建模和求解困难,提出了基于LabVIEW仿真模组建立和解算动态数学模型的方法。以水平面声自导系统采用自动调整提前角导引算法的制导仿真为例,给出了制导系统的数学模型,并详尽叙述了仿真系统的LabVIEW实现步骤,并给出了主要的仿真结果。结果表明,所述仿真方法简易可行,为可扩展的半物理仿真提供了有力的软件保障。

胃内占容装置减重的研究进展

肥胖是全球公共健康问题,给社会带来沉重的经济负担。目前肥胖症的主要治疗方式包括生活方式干预、药物治疗、内镜下治疗和代谢手术治疗。随着医疗技术的发展,以胃内球囊和胃内胶囊为代表的胃内占容装置的减重方式逐渐兴起。胃内球囊通过填充不同体积的气体或液体的球囊占据胃内体积来减重,其中ReShape、Orbera、Obalon、Elipse和Spatz球囊凭借无创、安全性高、可重复使用的优势逐步应用于轻、中度肥胖患者。胃内胶囊通过一过性超吸水膨胀和完全无创的凝胶来减重,被推荐在超重和肥胖患者中使用。两种方式通过限制胃容量,增加饱腹感,减少食物摄入,达到减重目的。尽管患者存在恶心、呕吐、腹胀等相关消化道不良事件,但其为临床无创治疗肥胖症提供了新的思路。

基于银/高纯铟复合膜的表面等离子体共振折射率传感器

为了解决单一金属膜结构的光纤表面等离子体共振(SPR)盐度传感器结构不稳定且灵敏度较低的问题,设计了一种高灵敏度的锥形三芯光纤结构的SPR盐度传感器。以银膜为激发表面等离子体共振的金属层,在其表面涂覆高纯铟以增强其稳定性。通过Kretschmann四层结构模型对传感器进行理论分析,结果表明,在光纤锥区纤芯模和包层模之间会出现强烈的模式耦合,在覆膜区会激发明显的等离子体共振。对涂覆银膜和高纯铟膜的SPR传感器进行折射率性能测试,在1.4%~3.6%的盐度变化范围内,涂覆银膜和高纯铟膜的SPR传感器灵敏度高达4989.34 nm/RIU,对应的盐度灵敏度为9.1 nm/%,比仅涂覆银膜的SPR传感器灵敏度提高了44%。