一种八推进器水下机器人动力学分析

随着对水下机器人研究的逐步深入,其运动能力已由早期单纯的平动逐步强化为有多个自由度的空间运动,对其进行动力学研究是进行其它方面能力研究的基础。为研究多自由度水下机器人的运动,对某型八推进器水下机器人进行了动力学方程建模,得出了其在6个自由度上的运动方程,在此基础上,对其进行了运动仿真及性能分析,得到了该型水下机器人在6个自由度上的运动性能。通过仿真计算的结果,可以直观地了解其运动能力。     

水下无人作战平台作战试验任务剖面设计

紧密依据水下无人作战平台的典型使命任务,分析确定了水下无人作战平台作战效能、作战适用性和体系适用性的作战试验指标。依据水下无人作战平台作战试验基本作战过程,构设了水下无人作战平台作战试验任务剖面和水下无人作战平台作战试验检验流程。为水下无人作战平台作战试验分解形成试验科目、运用试验设计形成试验样本和确定作战试验实施流程提供了支撑。     

大型无人潜航器的发展与军事用途

随着新型军事需求的牵引和新型技术的进步,美、俄等国逐步重视大型无人潜航器的发展,无论从概念、技术、样机还是验证阶段,均取得了突破性的进展。梳理了大型无人潜航器的国外发展现状,总结了大型无人潜航器的关键技术及军事用途,展望了我国大型无人潜航器的发展前景。     

深海综合观测浮标研制及其在热带西太平洋的应用

目前尽管国内近海浮标实现了产品化,但深远海尚无定型可靠的深海综合观测浮标系统,基于此,中国科学院海洋研究所设计制作了深海综合观测浮标系统,其浮标体为柱台型结构,采用单点锚泊系留。整个系统主要由浮标体、系留子系统、观测子系统、数据采集处理控制子系统、通信子系统、供电子系统、检测子系统、安全报警子系统和岸基数据接收处理子系统等9部分组成。浮标系统通过搭载不同类型的传感器,实现对风速/风向、气温、相对湿度、气压、能见度、雨量、波浪、表层水温、表层盐度、表层溶解氧、表层叶绿素、表层浊度、剖面流速流向、剖面温盐深（最大深度可达1 000 m）、方位及浮标位置等要素进行实时观测,从而完成对海洋气象、水文和水质等要素的长期、连续、自动监测,并支持铱星和北斗等卫星通信方式,将观测数据实时的传输到岸基数据接收处理系统。近年来,深海综合观测浮标系统在热带西太平洋海域连续进行了4次海上应用,每次应用时间长达1 a。它提供了第一手的大洋上层和海气界面长时间序列的实时连续观测资料,促进了关于气候变化和深海大洋的研究工作。所研制的深海浮标达到目前国际同类产品（美国ATLAS浮标、日本TRITON浮标）的先进水平,并且在水下感应耦合传输等方面进行了创新,形成了自有特色。     

海翼水下滑翔机温盐深剖面仪盐度修正

通过均值过滤及Morison热滞后校正公式对存在温度误差的原始盐度进行修正。经过均值滤波后盐度尖峰现象消失,在温跃层由于热滞后导致的条状盐度抖动现象减小,上下行剖面盐度误差从0.013减小到0.004,总体修正盐度修正率提高3.05倍。结果表明利用该分段修正方法修正水下滑翔机搭载温盐深剖面仪（CTD）存在的盐度“尖峰”及热滞后误差效果显著。     

现代黄河三角洲沿岸泥沙运移与岸滩侵蚀态势研究

现代黄河三角洲的泥沙运移是河-海动力相互作用下的泥沙分配和再分配结果。现行水口门区岸滩和水下岸坡仍以不大的速率向海淤进,三角洲西段和南段沿岸基本处于动态平衡状态,三角洲中段广大岸段大都处于不同程度的冲刷蚀退态势。冲刷蚀退已严重地恶化了黄河现代三角洲的发育功能和三角洲经济开发环境,对油田的滩海工程和海上设施造成了严重威胁。     

新型的浮标船

“海洋飞船”是专业性浮标船的名称,是由船舶建筑师J Rougerie设计的。船的总高度为51m,其中31m是水下部分。这是可以为人类居住的科研设施,船员共18人。它可随着洋流漂浮,进行连续的海洋观测。浮标船结构创新特点之一是它的稳定性系统,在船体下部设计了输送管道,水在其中的环流能消减浮标船的垂直摆动。它的另一个特点是在10m深处的下部船舱设有气压试验室,可供8个游泳者或潜水考察队员使用。     

自治水下机器人在深海采矿系统湖试中的应用

以大洋采矿前期的湖试为例,介绍了AUV在矿产资源调查和深海采矿中的应用。在深海采矿系统作业前期,利用AUV调查湖底的地形地貌、结核的分布与覆盖率,确定集矿机作业地点的大地坐标。在深海采矿系统作业后期,利用AUV调查集矿机在湖底的行走轨迹和压陷深度,估算回采率。     

直流无刷电机驱动的水下电缆绞车系统

水下电缆绞车多采用液压驱动,但液压驱动存在无效动力转换,能源使用率不高,因此直流无刷电机驱动的水下电缆绞车具有实际意义。采用直流无刷电机驱动,不仅提高了水下电缆绞车系统的能源利用率,而且改善了系统的调速性能。与直流有刷电机相比,直流无刷电机可实现充油均压密封,更有利于在水下工作。介绍了直流无刷电机驱动水下电缆绞车的组成、功能及工作原理,针对研制的专用水下直流无刷电机,重点论述了其充油密封原理和工艺,并设计了一种全新的低成本高性能驱动控制电路。该水下电缆绞车系统已初步调试完毕,试验表明各项性能良好,即将投入实际应用。它具有结构简单,工作可靠,成本低的优点,因此在实际工程应用中具有推广意义。     

基于模糊神经网络理论对水下拖曳体进行深度轨迹控制

以华南理工大学开发的自主稳定可控制水下拖曳体为研究对象,首先通过水下拖曳体在拖曳水池样机中的试验取得试验数据后作为训练样本,采用LM BP算法,建立基于神经网络理论构建的可控制水下拖曳体轨迹与姿态水动力的数值模型。在此基础上设计了一个控制系统,它主要由两部分组成:基于遗传算法的神经网络辨识器和基于模拟退火改进的遗传算法的模糊神经网络控制器。以满足预先设定的拖曳体水下监测轨迹要求为控制依据,由控制系统确定为达到所要求的运动轨迹而应采用的迫沉水翼转角,以此作为输入参数,通过LM BP神经网络模型的模拟计算预报在这一操纵动作控制下的拖曳体所表现的轨迹与姿态特征。数值模拟计算结果表明:该系统的设计达到了所要求的目的;借助这一系统,可以有效地实现对拖曳体的深度轨迹控制。