适用于无人水下潜航器电池管理系统的SOC-SOH联合估计

为了提高无人水下潜航器(UUV)电池管理系统状态的估计精度,提出荷电状态-健康状态(SOC-SOH)联合估计方法.搭建测试台架,采用4组锂离子电池进行全寿命周期下的充放电测试,获取不同老化程度下的特性数据.经理论推导和实验分析设计四维表征因子,建立基于改进支持向量回归(SVR)的SOH估计模型.探究电池状态的耦合关系,建立基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的SOC估计模型,采用遗忘因子递推最小二乘算法(RLS)更新模型参数,利用SOH对SOC估计结果进行修正.通过不同工况的实验进行验证,结果表明:四维表征因子和电池容量相关性好,SOH估计模型精度高,SOC估计模型精度在联合修正后得到提升.所提的联合估计方法具有较高的通用性和可靠性,可以作为有效的嵌入式电池管理系统状态估计算法.

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。

无人潜航器解算目标运动要素的一种方法

随着计算机技术、人工智能、能源技术的发展,无人潜航器也被应用于军事领域。在分析了无人潜航器水下侦察搜索、反水雷战、水下诱骗战应用的基础上,提出潜艇采用线导方式控制双无人潜航器进行目标运动要素解算的方法,并分别通过图解法和计算法分析了其解算的原理。该方式只需探测目标的方位信息,降低了目标其他要素探测的难度,不仅增加了潜艇的探测距离还利于潜艇隐蔽,这对水下无人潜航器应用具有一定的参考意义。

科考型自主无人潜航器在极地的应用以及未来发展趋势

随着极地科考朝更广范围、更深空间、更多数据的方向发展,无人装备开始高频出现在各国的极地科考队中,帮助科研人员对极地环境形成更为全面和深刻的认知。自主无人潜航器(autonomous underwater vehicle, AUV)凭借其自主无人且功能全面的优点,在新世纪逐渐成为了极地水下科考不可或缺的装备,故有必要对应用在极地的科考型AUV进行梳理并分析其未来发展趋势。文中首先对AUV进行了基本的介绍;然后总结了全球范围内30次极地AUV任务,分析了AUV在极地的主要用途和优势;而后叙述了AUV在极地应用时所遇到的挑战,并结合这些挑战对适用于极地的科考型AUV发展趋势进行了展望;同时也对适配AUV等无人装备的新一代极地科考母船的设计提出了思考。

国外无人潜航器技术发展热点分析

基于科学引文索引数据库及相关科技文献数据,分析国外军用无人潜航器技术的研究热点,着重研究无人潜航器技术军事应用重点解决的问题和对未来作战的影响。相关结果初步勾勒国外军用无人潜航器技术发展全貌,可为理清军用无人潜航器技术方向提供参考。

基于差分进化算法的无人潜航器水平面水动力参数辨识研究

针对无人潜航器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)水动力参数试验和理论计算的困难性及以往辨识方法优化结果趋于局部最优解的缺点,提出一种基于差分进化(Differential Evolution,DE)算法的UUV水动力参数辨识方法,针对“海翔500X”进行动力学建模分析的基础上,利用该方法对其水平面运动水动力参数进行辨识,与实际值进行比较后,辨识误差在允许范围之内。将辨识结果与粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法及最小二乘(Least Square,LS)算法的辨识结果进行比较,仿真结果表明,应用差分进化算法的参数辨识结果明显优于其他对比方法,证明了算法的有效性与合理性。利用辨识结果对水平回转运动进行预报,差分进化算法的预报回转轨迹与实验数据最为吻合,表明该方法可行、准确,对无人潜航器的水动力参数辨识问题具有指导意义。

基于DoDAF的无人潜航器作战效能静态评估研究

无人潜航器协同作战效能评估对于提升潜航器自身作战效能有着重要意义,针对无人潜航器的作战编队,基于DoDAF构建无人潜航器协同作战体系框架,分析作战活动与能力之间的关系,建立协同作战能力指标体系;对于不同类型的指标进行差异化处理,结合ADC模型,考虑综合性指标,减少单项指标的局限性的影响;以对海作战背景下的无人潜航器协同作战为场景,对不同作战方案进行效能评估和计算验证其有效性。

潜空跨介质无人航行器研究现状与分析

潜空跨介质无人航行器是一种不仅可以在空中飞行又可以在水下航行并可以完成多次跨介质运动的无人航行器,为解决因水体环境和空气环境差异引发的问题,对其展开分析。该文介绍近年来国内外潜空跨介质无人航行器的研究成果,分析航行器研究过程中的关键技术和难点。潜空跨介质无人航行器需要设计一套水空一体化的控制器用于平稳地进行多次跨介质运动,并需要解决水下能源和通信问题。潜空跨介质无人航行器集无人飞行器和无人潜行器的优点于一身,在民用领域和军事领域均有着广阔的应用前景。

无人潜航器航迹评价方法研究

随着智能武器的不断发展,无人潜航器在实际水下战场中也发挥着至关重要的作用。在执行任务的过程中,为提高潜航器作战效能,需对其规划航迹方案进行评价。本文针对航迹评价中存在的权重分配优化问题,构建了航迹评价指标模型,结合主观赋权法和客观赋权法的主要思想提出了基于AHP-EWM的TOPSIS综合评价方法,最后通过仿真分析验证了该方法的可行性。

无人潜航器装备技术发展及作战运用研究

提出无人潜航器基本作战概念,总结各军事强国发展现状,列举了推进动力、水下通信、水下导航、水下探测、布放回收、指挥控制等6大关键技术,并据此构想了情报侦察监视、反水雷/布雷作战、反潜作战、水下伏击作战、辅助有人平台作战等5种典型作战运用样式。最后展望了无人潜航器的未来发展趋势,对无人作战装备发展及战法研究提供借鉴参考。

无人潜航器集群式自主协同作战概念

提出一种基于无人潜航器的集群式自主协同作战概念。这一概念是指一定数量规模的智能无人潜航器作为主体与有人舰船(或潜艇)相互配合,组成水下自主协同作战集群。该集群可在任务水域遂行水下游猎作战、水下伏击作战和水下封锁作战,执行自主态势感知、自主目标识别、自主航行巡弋及自主展开攻击等任务,对敌航母、驱逐舰、核潜艇等目标实施集群攻击,或执行重要目标防卫任务,在提升作战效能的同时,大幅提高作战效费比,颠覆传统水下攻防样式,构建新的非对称作战优势。为分析作战效能,针对三种典型作战场景,构建仿真环境进行模拟测试,验证了作战实效,并结合作战任务需求,提出了未来技术发展方向。

未来大中型无人潜航器作战问题研究

从传统水下单平台作战运用模式面临的挑战出发,分析未来大中型无人潜航器协同作战对水下信息通联能力提出的需求以及相应的技术手段。结合浅海、深海水声传播特性,对浅近海域、深远海域无人潜航器隐蔽协同作战相关问题进行研究与探讨。为解决未来大中型无人潜航器水下协同作战的协同定位问题,根据不同作战海域特点,提出创新无人潜航器隐蔽协同作战通信机制以及建立分布式水下无线自组织网络的想法和思路,拓展无人潜航器隐蔽协同作战水下通信方式,保证作战行动及目的达成。

无人潜航器电池舱结构设计与仿真分析

由于深海高压环境的特殊性,设计3种无人潜航器电池舱方案,并对其使用性能进行对比。基于Ansys Workbench对3种方案电池舱在4 MPa的工况下进行有限元仿真分析,选取最优设计方案,并利用水静压试验对电池舱体进行可靠性验证。研究结果表明:对于端盖内测加强筋高度和端盖高度不一致的结构特点,采用端盖高度由边缘向圆心位置递减的设计方案,既能够减轻舱体的重量,又能够有效地降低舱体承受的最大应力;在水静压为4 MPa的工况下,电池舱体的最大应力值为206.82 MPa,最大变形量为0.71679 mm。在4 MPa的水静压试验后,舱体外观无损坏,此电池舱体的可靠性满足实际需求。对电池舱的有限元分析和水静压试验,为水下耐压舱体设计提供了一种新的设计方法。

无人潜航器导航通信桅杆雷达散射特性分析

无人潜航器导航通信桅杆作为无人潜航器通信、导航校准等潜望状态时浮出水面的唯一组部件,降低其雷达散射特性是无人潜航器开展综合隐身工作的重要内容之一。本文通过仿真建模,详细分析了L波段、S波段、C波段和X波段等无人潜航器导航通信桅杆雷达散射特性,各波段下导航通信桅杆的RCS均值为0.21 m^(2),并进行了强散射源分析。通过分析无人潜航器导航通信桅杆的雷达散射特性,对无人潜航器雷达散射特性优化改进、对无人潜航器探测雷达研制具有重要意义。

论军用无人潜航器的豁免权及其规制

2016年南海无人潜航器扣押事件凸显了外国军用无人潜航器所引起的豁免权问题。军用无人潜航器可被视为《联合国海洋法公约》规定的军舰或非商业目的的政府船舶从而享有豁免权,但能否被视为国家财产以取得豁免权尚存争议。就豁免权的法律限制而言,《联合国海洋法公约》第25条、第32条的规定可为领海内军舰和非商业目的的政府船舶在豁免权上的限制提供依据,而军用无人潜航器军事化的工作性质、隐蔽而难以联络的运行特点,以及对无人潜航器采取措施的相对较低成本,将有助于沿海国采用比载人军舰更为严格的活动管理方式。应对《海警法》就识别查证环节、性质认定环节和执法措施环节进行解释或补充,以准确实现对外国军用无人潜航器在中国管辖海域的法律规制。

无人潜航器在海洋维权执法中的挑战及中国应对

近年来,基于海上无人技术的迅速发展以及沿海国周边海域安全形势的变化,无人潜航器在海洋维权执法中的地位日益凸显。由此引发了一系列思考:一方面无人潜航器的国际法地位尚无定论;另一方面部分国家将无人潜航器广泛应用至不同海域进行海上执法,给国际法的适用带来诸多挑战,例如通行、豁免等。各国因无人潜航器用于海洋维权引发冲突的事件数量并不少。在此背景下,中国亟须探索应对此类威胁的措施:在加强法治建设和提升智能化技术的同时,预防和减少他国在中国管辖海域内的军事摩擦,维护本国海洋权益。此外,中国还应积极寻求国际合作以构建全球海洋治理合作机制,推动国际社会更好地解决无人潜航器带来的海洋安全问题。

美国和俄罗斯大型无人潜航器现状及发展趋势

当今无人潜航器成为世界各国海军研发的热点装备,大型及超大型无人潜航器则是研制重心之一。由于具有更高的自主性、更长的续航时间以及更通用的有效载荷,大型及超大型无人潜航器具有诸多作战优势。其中美国和俄罗斯两国在此领域取得了长足的进步,所研制的型号均处于世界前列。梳理了美俄具有代表性的大型及超大型无人潜航器的发展现状和技术特征,在此基础上,总结了大型及超大型无人潜航器的关键技术,并分析了大型及超大型无人潜航器的发展趋势。

由揣测回到现实——小议无人潜航器

大连海事局2月9日、2月10日连发两则公告作出提醒,因有军事活动,禁止船只驶入相关海域。按理,以往的军事演习前都会如此操作,这种已经成为通例的做法一般不会造成大惊小怪。但事有凑巧,适逢“流浪气球”一事被炒得沸沸扬扬期间,因此,两则公告发出后,不少网友脑洞大开,表现出极大的猜测兴趣。种种议论当中夹杂着据理力争和信誓旦旦,其中许多网友的观点聚焦到“捕捉‘大黑鱼’”的说法上。

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。

微小型无人潜航器(UUV)研究现状及应用分析

水下无人潜航器(UUV)是当前海洋探测、开发利用的重要工具,也是海军现代装备的重要组成部分之一。首先,针对技术发展和任务需求情况,归纳了微小型UUV的隐蔽性强、灵活性强、遂行任务多样等主要特点;其次,介绍了Bluefin、Riptide、REMUS、SEAScout等4款主流微小型UUV的基本性能和应用领域;再次,针对微小型UUV特点,从情报侦察任务、超浅水域反水雷、反恐防卫等方面进行了应用分析研究;最后,对水下无人系统的未来发展趋势进行展望。