海洋环境对UUV作战使用影响研究

UUV的航行安全和所装载的武器、探测设备作战效能受海洋环境影响很大,是确定UUV航线和深度等具体方案时需重点考虑的因素。从海流、海况、内波、声场特征和密度跃层5个方面论述它们对UUV的影响,建立海流对UUV航速和航向影响的数学模型,并对模型进行计算分析。结果表明,对海洋环境加大研究至关重要。     

海流干扰下UUV的航路自适应调节方法

针对UUV(Unmanned Underwater Vehicle)航行时难以克服海流而偏航的问题,提出了一种海流干扰下基于动态规划的航路自适应调节方法。时变流场环境下的仿真结果表明,UUV以不同的航速航行时均可避免海流影响,从而验证了该自适应调节方法的可行性和有效性。     

基于UUV动力学模型的实时海流估计方法研究

提出了一种基于UUV模型的海流估计方法。结合UUV的动力学模型,根据实际系统状态与模型系统状态得到UUV航行环境的海流信息,避免了海流估计对开环操纵性试验的依赖。此外,针对模型与各个传感器间的时间、空间异步问题,采用了数据融合理论中常用的插值法进行时空配准。最后,通过多次UUV试验数据验证了该方法的有效性,并与用最小二乘法得到的海流信息作对比。结果表明,该方法具有较强的工程意义。     

海流要素辅助航行决策的区划技术研究

由于很难得到对任何海区满足需要的时空尺度、精度的海洋环境要素预报结果,因此,了解某海洋环境要素的区域特性也是很有参考价值的.为了给船舶航行提供有效的信息支持,文章以对船舶的航速和航向影响较大的海流为例,分析了海流预报技术在满足应用需求上的不足,提出了利用主因子分析技术对海流样本数据进行研究的方案,并基于此方案给出了东海、南海海域海流要素信息区划结果,为船舶航行决策提供信息指导.     

UUV航向机动中拖曳线阵阵形及左右舷分辨

针对UUV拖曳线阵航速较慢,在遇到海流或航向机动进行左右舷分辨时,线阵阵形畸变现象导致的测向精度变化问题,通过采用Ablow和Schechter提出的缆索偏微分控制方程组对拖曳线阵的阵形变化进行数值求解,采用经典的波束形成方法获得拖曳线阵声呐发生阵形畸变后的波束响应曲线,对海流导致的线阵偏航、UUV航向机动导致的线阵畸变现象引起的波束响应变化进行仿真分析。结果表明：在稳定的侧向海流作用下,线阵发生偏转但基本维持直线型阵列,对目标方位的估计精度影响较小,但线阵探测获得的目标方位与目标相对UUV航向的方位有稳定偏差角度（线阵方向与UUV方向的夹角）,无法解决左右舷模糊的问题。在UUV进行航向机动时,线阵发生畸变弯曲,波束主瓣有所变宽,一定程度增加了目标方位估计的误差,但可获得对镜像源较好的抑制效果,实现了对目标的左右舷分辨。     

基于逆流抵近策略的UUV路径优化算法

针对水下无人航行器(UUV)在特定海域深度下执行多目标识别处理的路径规划问题,考虑逆流抵近策略及海流对UUV绝对航速影响,基于蚁群算法建立了一种综合优化路径迁移距离、转向角度及路径迁移时间指标的UUV作业路径规划算法。在区间路径转移概率和适应度函数计算中,采用雷达图分析方法,构建了综合考虑路径长度、转向角度及航行时间三种指标的无量纲能见度函数和适应度函数,解决了路径规划中多指标优化时加权系数难以确定的问题。路径规划仿真结果证明了建立的UUV路径优化算法的有效性。     

基于自适应神经网络的UUV航速控制仿真研究

针对无人水下航行器(UUV)在水动力参数变化和外界不确定干扰下的航速控制问题,提出一种基于李雅普诺夫方法的自适应神经网络控制算法。引入RBF神经网络来估计建模误差和海流干扰,并设计自适应学习律来保证神经网络权值的最优估计,保证了系统的航速误差收敛到零。仿真试验结果表明设计的控制器在航速控制过程中可有效抑制UUV载体的模型不确定性及海流干扰,且控制参数易于调节。     

数据挖掘技术在海流要素辅助船舶导航中的应用研究

海流对船舶导航、航行安全影响较大.本文在对海流研究成果和海洋环境数据库进行深入研究的基础上,详细考察了船舶在航行过程中对海流信息的应用环境及需求.为提高业务化应用能力,采用模式分析等数据挖掘技术,提出了实测数据融合的技术方案,给出了海流要素辅助船舶导航的应用模式.最后,以电子海图系统为平台,初步建立了海流要素辅助航迹模拟、船位校正等应用系统.     

国外UUV系统在海洋调查中的应用

通过对国外用于海洋调查的水下无人航行器(UUV)的型号与外型参数、所装备的海洋环境测量设备以及功能应用的总结与分析,可看到国外水下无人航行器(UUV)在海洋调查领域的应用现状,并提出水下无人航行器的应用前景。     

水下无人航行器集群仿真试验系统设计与研究

本文提出一种水下无人航行器集群仿真试验系统的设计方法,在构建UUV平台仿真模型、目标模型、海洋环境模型、关键算法模型等的基础上,开展了UUV集群仿真系统架构、想定及任务规划、仿真运行流程、系统接口、系统部署方式等全系统、全流程的UUV集群仿真试验系统设计。通过本系统方案设计研究,能为UUV集群仿真试验平台的开发提供有效支撑。     

无人水下航行器控制系统CAN总线通信设计与仿真研究

由于水下环境的复杂性及无人水下航行器自身特点,对其实施实时高效控制需处理大量数据。文章采用CAN总线对UUV控制系统通信网络进行设计和分析,讨论了CAN总线网络数据帧在系统中的具体应用设计和传输参数设置,并使用CANoe仿真软件对所设计的UUV控制系统CAN网络进行了仿真,通过仿真验证了UUV控制系统CAN网络通信设计的正确性。该方法应用于UUV控制系统通信网络设计,将有效提高UUV系统控制性能和特征模拟性能。     

水下战场UUV侦察与监视研究

UUV由于自身特点非常适合完成侦察与监视任务。论文介绍了水下战场UUV侦察与监视的意义,描述了UUV常见通信侦察传感器类型,对UUV可提供的情报类型进行了深入分析,提出了UUV情报、监视与侦察体系结构,阐述了从UUV侦察与监视到情报保障的工作过程,对实现水下战场的侦察与监视具有一定的参考作用。     

无人潜水器及其动力系统技术发展现状及趋势分析

介绍了国外典型的UUV及动力系统的发展概况,论述了UUV将在未来海洋资源开发和竞争中发挥重要作用;燃料电池、热气机将是未来UUV动力系统发展的主要方向;采用Li+SF6的金属燃料化学反应或蓄热材料为能源的热气机系统,具有较高的能量密度,无排放物、可满足UUV的超大潜深工作要求,是未来UUV的理想动力系统.     

军用UUV的发展与应用前景展望

UUV作为一种独具特色的水下作战力量,正在成为一种新的作战平台,受到各国海军的关注。文章在详细论述了uUV发展现状及其使命任务的情况下,结合潜艇武器系统的特点就军用UUV的组成、布放与回收、作战使用模式以及需要解决的关键技术进行了详细的论述,并展望了其未来发展前景。     

UUV协同探测的现状与发展前景

分析UUV协同探测的特点和分类方法，介绍国外UUV协同探测的应用现状，在此基础上，说明UUV协同探测的发展前景及所需的通信、导航等关键技术。     

无人水下航行器在海军网络中心战中的应用

无人水下航行器（UUV）是当前海军装备发展的热点。介绍了网络中心战的优势，从无人水下航行器的特点出发，分析了无人水下航行器在海军网络中心战中的作用。     

基于对线控位策略的UUV回收运动控制研究

研究了水下坞舱回收UUV (Unmanned Underwater Vehicle) 过程中的运动控制问题,详细介绍了坞舱搭载回收UUV的原理,建立了UUV回收中的数学模型。提出了一种基于对线控位策略的回收方法,通过一个双参考点的定位控制来实现UUV的回收。设计了UUV回收的位置和姿态的灰色预测PID控制器,以减小UUV回收控制中的超调量和调整时间。仿真验证结果表明了对线控位策略对于坞舱回收UUV是可行的,所设计的灰色预测PID控制器可以实现UUV回收的精确控制。