水下作业装置直航状态水动力学研究

为了研究不同雷诺数对水下作业装置水动力特性的影响,采用RANS控制方程和RNG k-ε湍流模型对水下作业装置进行数值模拟。首先对SUBOFF潜艇进行了数值模拟,并与试验值进行比较,验证数值模拟的有效性和可靠性。研究在直航的状态下不同雷诺数对表面压力、涡量以及湍流动能的影响。数值模拟的结果表明,随着雷诺数增加,水下作业装置在迎流处表面压力增大,机械臂后涡量和湍流动能增大。研究结果可为水下作业装置的稳定性优化提供参考。

自主式水下机器人故障特征增强方法

针对小波方法对自主式水下机器人(AUV)纵向速度进行外部随机干扰抑制时存在的过抑制问题,提出一种AUV纵向速度信号故障特征增强与外部随机干扰抑制方法,采用自适应随机共振方法实现AUV纵向速度信号的随机共振,以达成外部随机干扰能量向故障信号能量的转移;针对AUV纵向速度信号的非周期特性,基于AUV纵向速度信号与周期信号驱动下双稳系统输出信号实验数据,分析AUV纵向速度信号驱动下布朗粒子运动状态。水池实验结果表明:所提方法相对小波方法故障信号特征增强效果为70.66%,避免了过抑制问题,且布朗粒子仅在负势阱内运动。

基于小波最优重构尺度的AUV推进器故障检测方法

针对采用传统小波方法检测外部干扰下自主式水下机器人(AUV)推进器故障时存在的故障检测灵敏度较低问题,提出一种基于小波最优重构尺度确定的AUV推进器故障检测方法,基于小波Shannon熵的小波最优重构尺度确定方法确定离散多层小波分解后细节系数的最优重构尺度,目的是滤除外部干扰等与故障无关信号,并选择故障信息含量最多的最佳重构尺度进行小波单支重构以识别AUV推进器故障特征.AUV实验样机水池实验结果表明,与传统小波方法相比较,所提方法故障检测灵敏度提高了27.78%.

工程教育专业认证与CDIO两种工程教育模式比较研究及教学方法改革的思考

为和谐工程教育专业认证和"卓越工程师培养计划"两种人才培养模式的培养方案与计划,以"机械设计制造及其自动化"专业为背景,从教育理念、培养标准和过程、学习成果要求等方面,开展工程教育专业认证与CDIO工程教育模式的比较研究,并给出CDIO项目式教学设计方法及实施路径,支撑毕业要求指标点达成的核心课程学习。

船舶螺旋桨水下清洗机器人推进器驱动及关键部件状态监测研究

针对船舶螺旋桨水下清洗问题,设计一种由水下机器人、机械手、空化射流系统集成的水下清洗机器人系统,重点研究了水下机器人推进器驱动及关键部件状态监测.针对水下机器人推进器驱动过程中,模拟电压-脉冲宽度调制信号转换模块与脉冲宽度调制驱动器两者功率不匹配的问题,提出一种模拟驱动器和脉冲宽度调制驱动器结合的混合驱动电路.针对推进器运行状态监测过程中,上位机控制界面显示的推进器电流信号,含有较大随机噪声干扰的问题,提出一种七点平滑小波降噪方法.针对水下机器人密封舱漏水状态监测过程中,漏水检测电路存在误报的问题,设计一种下拉电阻接地电路.通过陆上试验和水池试验对文中设计的推进器驱动电路、推进器电流降噪方法、漏水检测电路以及水下清洗机器人系统的有效性进行了验证.

四旋翼水下机器人及其矢量角度测试实验分析

为提高水下机器人运行稳定性,降低综合能耗,研究一种矢量推进式四旋翼水下机器人,该机器人的4个水下推进器通过绕OY轴转动,形成矢量推进。针对数据野点问题,以及D/A模块输出误差问题,通过设计一种控制电压闭环缓变调节方法,防止因野点存在而烧毁舵机和推进器,同时减小方差,提高稳定性;通过试验法研究了矢量角度对水下机器人控制性能的影响规律。结果表明:矢量角度小于45°时,艏向定值跟踪实验中,响应速度较快,超调量较大,稳态误差较高,平均功耗较低;同频率艏向动态跟踪实验中,平均误差较高,平均功耗较低;变频率艏向动态跟踪实验中,平均功耗较低;深度定值跟踪实验中,响应速度较慢,超调量较小,稳态误差较低,平均功耗较高,同频率深度动态跟踪实验中,平均误差较低,平均功耗较高;变频率深度动态跟踪实验中,平均功耗较高。矢量角度大于55°时,各项控制性能指标与矢量角度小于45°时相反。可见矢量角度为45°~55°时,为控制性能过渡区间。

双向变体积式浮力调节装置及其控制技术研究

针对水下机器人作业时浮力及姿态变化,研制一种双向体积可变式浮力调节装置,以达到装置体积小且容积比大的要求。设计一种实验装置,验证该浮力调节装置的浮力及力矩变化符合预期目标。采用STM32ZET6单片机作为嵌入式控制系统主控制器,利用Visual Studio编写水面控制系统交互界面;以不同形式、不同频率的周期信号作为期望轨迹测试浮力调节装置跟踪性能,通过水池实验验证PID控制器的有效性。结果表明:浮力调节装置跟踪截止频率为1/30 Hz。

微小型水下机器人断电保护方法及艏向跟踪性能研究

提出一种下位机关机监控方法,解决直接关闭水下机器人电源容易导致下位机主控制器系统崩溃的问题;设计一种推进器电源控制电路,解决下位机关闭后推进器突然达到最高转速问题;以不同形式、不同频率的周期信号作为期望轨迹测试水下机器人艏向跟踪性能。水池实验结果验证了所设计方法的有效性,艏向跟踪截止频率为0.03 Hz。

水下机器人推进器控制系统PWM及电流信号降噪方法

针对水下机器人推进器控制及其运行状态监测问题,研究了推进器控制系统脉冲宽度调制(PWM)信号及电流信号降噪方法。针对基于典型串联接地方式建立的推进器控制电路中, PWM信号的纹波幅值及占空比波动都较大的问题,设计了一种冗余接地电路,该电路在主控中央处理器和模拟转脉冲宽度调制模块之间单独增加一条地线,以避免信号受到电源地线的干扰。针对推进器工作电流信号数据中噪声干扰较强,以及基于小波分解降噪后电流数据与真实电流数据的误差仍然较大的问题,提出了一种基于小波分解和七点滑移平均交叉耦合的耦合降噪方法。水池试验结果表明,冗余接地电路与典型串联接地电路相比,具有更小的纹波幅值和占空比波动;利用所提耦合降噪方法的电流数据与原始电流数据和小波分解降噪后电流数据相比,与真实电流数据的误差更小。试验结果验证了上述方法的有效性。

中间包用衬砖和制衬技术

1 序言 70年代中期,连铸工艺因经济效益显著而得到迅速的发展。1992年世界连铸比约为75％。并且不断地在增加。在以连铸为主的产钢国家中连铸比已超过95％。

解开心结 拥抱新生活——以调解江苏科技大学某宿舍矛盾为例

宿舍是大学生生活的主要场所之一,由于宿舍成员来自不同区域,性格不同,极其因各种原因出现宿舍矛盾。文章以一宿舍矛盾为例,旨在为大学学生工作提供参考。

随机干扰下AUV推进器故障特征提取与融合

针对水下传感器自身噪声等随机干扰影响水下机器人推进器故障诊断结果的准确性问题,为降低随机干扰影响,提出了基于小波近似分量提取故障特征、基于控制信号变化率提取故障特征以及带有归一化处理的特征融合方法.将速度信号进行小波分解,对分解后的尺度系数进行小波重构得到小波近似分量;对控制信号进行求导,得到控制信号变化率.基于修正贝叶斯算法,分别从小波近似分量和控制信号变化率中提取故障特征.基于证据理论对提取到的两个单一特征进行融合,并将融合结果进行归一化处理.水下机器人实验样机的水池实验结果验证了所提方法的有效性.