便携式水下机器人设计

出于对近海海洋探索的目的,本文应用了上次研究[1]的水下ROV空间姿态控制系统设计了一种便携式水下机器人。该水下机器人系统硬件部分主要由电源模块、无刷电调、遥控部分以及姿态传感器模块组成,软件控制以及相关数据处理由一块ARM-M3内核的处理器完成,编译软件使用Kile。水下机器人结构采用3D打印机制作,材料选用PLA。遥控通讯采用CAN总线协议。水下机器人经过实际调试可以达到相关技术要求,下潜深度100 M,能实现简单的水下作业要求。     

带缆遥控水下机器人水动力数学模型及其回转运动分析

提出了一种新型的带缆水下机器人系统三维水动力数学模型。在该模型中脐带缆的控制方程由脐带缆任一微段中的力的平衡条件导出,在此基础上以该脐带缆的控制方程为核心,通过引入脐带缆与水下机器人连接点的边界条件而建立起整个系统的三维水动力学数学模型。数值模拟中作用在机器人主体上的水动力载荷和旋转导管螺旋桨的控制力在考虑了它们之间的相互影响基础上以计算流体力学方法求出。该模型的主要特点是克服了现有的带缆水下机器人系统水动力数学模型将系统各组成部分割裂处理、缺乏从系统整体理论框架中去观察脐带缆、水下机器人主体和螺旋桨推进器水动力特征的缺陷,从一种综合、整体的观点去观察分析带缆遥控水下机器人的动力状态。水下机器人在导管螺旋桨作用下回转运动的数值模拟结果表明,利用所建立的数学模型可以对带缆水下机器人水动力状态进行有效的数值模拟。     

水下航行体空间操纵性预报研究

通过建立水下航行体空间的操纵运动数学模型,运用Visual C++设计开发水下航行体操纵运动预报系统,对水下航行体水平面、垂直面及空间典型操纵运动进行数值预报,数值模拟结果合理,能够较为全面地预报水下航行体的空间操纵运动。     

Design of an adaptive controller for dive-plane control of a torpedo-shaped AUV

Underwater vehicles operating in complex ocean conditions present difficulties in determining accurate dynamic models. To guarantee robustness against parameter uncertainty, an adaptive controller for dive-plane control, based on Lyapunov theory and back-stepping techniques, was proposed. In the closed-loop system, asymptotic tracking of the reference depth and pitch angle trajectories was accomplished. Simulation results were presented which show effective dive-plane control in spite of the uncertainties in the system parameters.     

非接触水下爆炸舰船结构响应分析

军舰以及实施水下爆破任务的舰船不可避免要遭受水下装药爆炸的冲击载荷,舰船上人员与设备要承受由此带来的强冲击.确定舰船遭受水下爆炸引起的冲击环境,对舰船人员和设备的防护都有指导作用.针对3 000 t级水面舰船,应用Abaqus有限元软件建立舰船有限元模型,计算了距舰船水平距离60 m,装药水深60 m,1000kgTNT当量装药水下爆炸,舰船的冲击环境.得到的舰船典型部位结构的速度响应数值合理,规律正确,得到的舰船冲击环境可以指导舰船人员及设备的冲击防护设计.     

计及空气介质的水下拖曳系统运动模型及其数值计算

为进一步提高水下拖曳系统运动仿真的准确性,本文建立了计及空气介质的拖曳系统运动模型,并提出了改进的有限差分方法来保证数值计算时的稳定性.仿真和试验表明,考虑空气介质后将进一步改善拖曳张力和缆形的计算精度,以及提高对双拖安全性分析的准确性.     

水中兵器的融合发展

分析传统水中兵器发展中面临的问题,结合国外水中兵器融合发展情况,分析传统水中兵器通过融合发展而推出的已有装备和可能出现的新式装备。在信息化和无人化作战背景下,积极融合其他相关的武器技术,创新发展,加速我国水中兵器装备的升级换代。     

轻质夹层结构复合材料的制备及性能

为减轻以往夹层结构复合材料的密度,采用高强玻璃钢材料作为表层、多种空心玻璃微珠填充聚氨酯改性环氧树脂合成的轻质吸声材料作为芯材,制备了一种新型的轻质夹层结构复合材料,对夹层复合材料的制备工艺进行设计,并研究其水声性能和力学性能。结果证明,以南京玻纤院的S2高强织物采用真空成型合成的玻璃钢作为表层材料和轻质聚氨酯改性环氧树脂材料作为芯材来制作的夹层结构复合材料具有重量轻、水声性能和力学性能优良的特点,在降低夹层结构复合材料重量的同时,具有良好的声隐身性能和承载性能,更有利于工程应用。     

软土地基水下真空预压固结离心模型试验

采用新发明的真空吸水系统应用于离心机中,可以使土体产生向上渗流并模拟软土地基真空预压。为获得理想的水下真空预压固结对比效果,竖井采用2种不同井间距的砂井,密封膜采用完全覆盖的形式。用发明的装置产生水下真空得以模拟软土水下固结行为。介绍了模型制作、试验程序及真空发生系统,并分析了孔隙水压力、变形、不排水剪切强度的改变和不同井间距对固结速率的影响。     

封仓法打捞水下沉箱施工技术

在重力式码头的施工中,由于操作失误或不可控因素的影响,可能导致预制好的沉箱下沉或滑移,在最低潮位时沉箱顶仍在水面以下,无法正常从沉箱内抽水浮起沉箱,从而影响工程的顺利进展,给工程造成巨大的损失。采用预制钢盖板对沉箱进行封仓,然后抽水,利用沉箱自身所受浮力将沉箱浮出水面的方法成功地解决了这个难题。本文对此次打捞施工进行详细的介绍,并总结处理类似情况的方法、经验和注意事项。