水下无人潜航器内部磁场有限元仿真建模及其分布特性

针对水下无人潜航器(UUV)磁场分布特性的研究需求,利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics对UUV的磁场分布进行建模和仿真。分析UUV内部磁场来源及分布情况;对比分析磁偶极子理论计算与COMSOL磁场建模仿真,探讨利用COMSOL软件模拟方法开展磁场建模的可行性;运用COMSOL仿真软件,构建UUV几何模型,求解分析UUV平台干扰磁场分布特性。建模和仿真结果表明,利用COMSOL仿真软件实现磁偶极子建模是正确可靠的,UUV平台中后部磁感应强度最强,艏艉处磁感应强度最小,约为20 nT,为UUV平台的磁传感器安装位置和低磁性优化设计提供了依据。

美军无人水下潜航器技术发展综述

论述了当前美军无人水下潜航器技术发展现状,分析了其未来发展趋势,并论证了其技术局限性和亟待解决的一些关键性问题,指出未来美军将致力于无人水下智能化战场新模式研究。

水下无人潜航器集群发展现状及关键技术综述

随着水下无人潜航器技术的发展和日渐成熟,单一水下无人潜航器已不能满足需求的发展,这就使多水下无人潜航器以集群的形式互相协作执行任务成为了水下无人潜航器发展的必然趋势。本文从军事领域和民用领域两方面介绍了国外主要水下无人潜航器集群项目,包括项目设立目标和发展情况;分析了水下无人潜航器集群的一些关键技术的国内外研究现状和发展趋势,主要包括集群智能控制、通信网络设计、任务规划、路径规划、编队控制和导航定位等方面;最后对水下无人潜航器集群系统发展做出展望。

水下无人潜航器避障与导航仿真系统设计与应用

精确导航定位、有效探测和实时避障是水下无人潜航器执行远航程任务的基础。为了实现水下无人潜航器智能化功能的演示与验证,在研究组合导航模型和基于检测的动态避障策略的基础上,针对被仿对象的特点进行系统分析,提出了基于离散事件的多线程并发的仿真构架和模型组件化封装思路,设计了水下无人潜航器导航与避障仿真系统,划分功能模块,规划了仿真流程,面向不同作战想定实现水下无人潜航器数学仿真应用。试验结果表明,系统可以满足水下无人潜航器不同指标函数条件下导航与避障仿真演示验证需求。

水下无人潜航器探测与控制单元数据交互及其实现

作为探测用途的水下无人潜航器,其探测与控制单元数据交互的有效实现对确保其使命的实现至关重要;考虑到控制命令和探测参数的数据量不大,二者之间的通信采用可靠性高、抗干扰强、低速率的串口通信实现;文章探讨了水下无人潜航器探测与控制单元数据交互机制及其实现,并以PowerPC平台与RS422串口通信为例,结合VxWorks下的看门狗定时器机制,给出了一种高精度循环定时的串口通信的实现方法;系统实际长时间的运行和测试表明,该方法运行稳定可靠。

国外水下无人潜航器及其通信技术发展综述

水下无人潜航器作为水下新质作战力量,将深刻影响和改变未来海上作战样式,世界海洋军事强国高度重视无人潜航器技术发展和作战应用。文中从单体平台、集群组网和装备能力三个角度,总结梳理国外水下无人潜航器发展现状,在此基础上,重点分析水下无人潜航器水面、水下和新质通信技术与能力,研判通信手段发展趋势,为我国水下无人装备发展提供借鉴和参考。

可应用于多尺寸无人潜航器转运平台设计

本文研究可应用于多种尺寸无人潜航器的转运平台,将转运平台设计成车身结构与托架结构,托架结构上配有滑槽,滑槽用于放置和固定线型墩。线型墩的位置可沿纵向任意调整,以适配不同长度的无人潜航器,当无人潜航器的直径或线型发生变化时,仅需更换线型墩部分,从而达到一个平台可适用多个不同尺寸的无人潜航器的转运要求,降低了设备存放的空间,节省了设备制作费用。

多波束与水下无人潜航器联合检测技术在水工建筑物中的应用

介绍了多波束测深系统和水下无人潜航器的工作原理、作业方法,提出联合检测技术思路,通过在某水电站消能塘水下检测的工作实践,证明使用多波束与水下无人潜航器在水工建筑物联合检测中可以得到令人满意的检测结果。

基于网络通信的水下无人潜航器电池管理器设计研究

在分析水下无人潜航器电池管理器功能组成的基础上,对水下无人潜航器电池管理器的结构布局、电气机械接口进行了分析设计,并对关系电池安全工作的电流、电压及通信接口电路与软件进行了研究分析,所设计的电池管理器能为水下无人潜航器电池可靠安全运行提供支持。

单关节仿生水下可见光通信无人潜航器研究

针对水下复杂的地理环境,如珊瑚礁、海洋生物栖息地等大型潜航器无法有效涉足的海底环境,我们提出了一种单关节仿生水下可见光通信无人潜航器,该潜航器使用了先进的可见光无线通信技术,在较远距离上无需脐带缆即可实现对潜航器的无线操纵,并且可以实时接收潜航器的状态和回传图像,可以为海洋科考提供有力帮助。

基于混合势场法的无人潜航器路径规划及编队方法研究

针对水下无人潜航器航行与探测作业应用过程中避障、航向保持、路径跟踪多参数控制以及欠驱动问题,提出一种混合势场路径规划及避障方法。以虚拟力的理念,将潜航器避障算法与路径跟踪算法进行混合,合并为统一的广义势场架构。该方法将避障、航向保持、路径跟踪等多自由度驱动问题进行统一,以单输出的形式展现,适合单舵控制的欠驱动水下无人潜航器。利用"海翔-H"混合动力水下无人潜航器进行实环境下的路径跟踪、单障碍避障、双障碍避障、多障碍连续避障的航行试验,验证混合势场法的有效性。

无人作战平台导航装备分析及趋势

面向国内外目前大力发展水下无人潜航器、水面无人艇的背景,通过分析国外无人潜航器、水面无人艇的使命任务、技术状态和分级标准,提出国内无人潜航器、水面无人艇的分级设想和导航能力需求。结合典型无人平台导航装备配置情况进一步分析,构建国内无人作战平台导航装备配置谱系,为我国海军无人作战平台导航装备发展形成谱系化、阶梯化导航能力具有启示意义。

水下无人航行器的研究现状与展望

随着现代海洋科学和工程的发展,人们对水下无人航行器提出了更高的要求,因此,它也成为一个研究热点;高度智能化、模块化、低功耗长航程、便捷的布放回收是未来发展的必然趋势;高性能外壳材料、高效的能源推进、高精度导航与高可靠的通信和高隐蔽性是制约其发展的关键技术;首先,综述了该领域的研究背景、发展历史、著名的国内外研究机构、典型产品概况、我国的研究现状,包括几款代表性AUV和ROV产品的详细介绍,其中重点介绍了一款大深度AUV和深海作业型ROV的特点与技术难点,还介绍了UUV研究中若干个关键或瓶颈技术,并且逐一分析了每个技术的研究现状及其对UUV的重要意义;接着,对该领域中AUV和ROV未来的发展趋势进行了展望。

某小型潜航器的声散射特性研究

运用目标回声强度预报的板块元方法,研究某小型潜航器的水下回声特性。计算并分析了入射波频率和方位对其声散射特性的影响规律;利用板块元法得到的散射特性,根据频域间接法仿真出水下声成像结果;完成外场试验,将试验结果与计算结果进行对比,吻合较好。研究表明潜航器中的桅杆结构对其散射有较明显影响。

自主式水下无人潜航器导航系统的应用与展望

随着科技的进步,自主式水下无人潜航器(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)发展迅猛,被应用于地质勘探、水下目标探测、战场监测及协同组网作战等军民领域中。从实际应用出发,梳理并总结了基于惯性导航系统(Inertial Navigation System, INS)的水下导航技术在AUV上的应用情况,并介绍了地球物理场导航、即时定位与构图(Simultaneous Localization and Mapping, SLAM)导航、视觉导航、仿生导航、协同导航、全源导航等新型导航技术的发展现状。基于未来AUV向多种类、深远海、长航时、智能化的发展趋势,研判了水下导航系统正在向高精度、集成化、小型化、智能化、体系化等方向加速发展。

黄金坪水电站泄洪建筑物水下检查技术探索与实践

在高速水流的长期冲刷下,泄洪建筑物混凝土易出现冲蚀,下游易出现冲坑,这些问题往往都隐藏在水下,平常不易被人发现,对水电站的安全稳定运行造成了威胁。传统的潜水员水下检查技术受下潜时间和下潜深度的限制,作业范围有限,难以对水工建筑物的水下部分进行大范围的检查,同时由于水下环境复杂,潜水员在水下作业时会有生命危险,采用多波束声呐系统和水下无人潜航器的方法对黄金坪水电站溢洪道消力池进行水下检查,测量得到了消力池水下冲坑的精确数据。该技术突破了水下检查作业范围的限制,在保证人员安全的情况下,提高了工作效率,也为消力池水下缺陷修复提供了可靠的数据支撑,为同类水下建筑物检查提供参考。

输入时延与通信时延下AUV集群的牵制控制

针对时延问题对集群稳定性的影响,对牵制控制策略进行研究,利用反馈线性化将水下无人潜航器(AUV)模型简化为二阶积分器模型,研究了具有时延的水下无人潜航器集群下的编队控制问题,并将一致性控制与牵制控制相结合。分析了输入时延和通信时延对水下无人潜航器集群系统的影响,应用Nyquist判据控制理论进行证明,得到了集群中被牵制水下无人潜航器和未被牵制水下无人潜航器组成的系统能渐进收敛达到一致性的充分必要条件。通过数值仿真验证了定理的正确性。

无人平台自主探测声呐的发展现状和展望

无人平台已成为各国海军竞相发展的领域,而自主探测声呐作为无人平台的“耳目”,是其完成水下作战任务的前提。本文概述了国内外无人平台自主探测声呐的发展现状,对国外主要的无人水面平台、水下平台的自主探测声呐系统进行了介绍,并以“基于矢量水听器阵的无人平台远程主被动自主探测系统”为例,给出了具体应用,介绍了静态目标、运动目标以及主动工作模式下的外场试验结果。最后从智能化、模块化、协同化、编队化4个方面展望了无人平台自主探测声呐的未来发展趋势。

国外军用UUV发展现状与趋势

作为海洋无人化体系战争中重要的一员,水下无人潜航器(UUV)具有机动性好、隐蔽性强和智能度高等优点,被广泛应用于情报侦查、鱼雷反制以及反潜作战等军事任务中,军用UUV成为各国军事装备争相研制的热点装备之一。文章主要论述军用UUV的发展现状、系统组成以及关键技术,并从扩大军用UUV的应用范围和提高作战效能等方面分析其发展趋势。

水下机器人发展现状与发展趋势探究

为了更好地认识海洋并对海洋资源进行研究与开发,详细介绍了遥控水下机器人(ROV)、深海载人潜水器(HOV)、自主式水下机器人(AUV)3种主流类型水下机器人的国内外发展现状,讨论了目前水下机器人存在的问题,探究了水下机器人的发展趋势。