无人水下航行器与操雷

对未来水下信息战中用途广泛的无人水下航行器(UUV)与操雷进行了比较,分析了操雷的动力系统、控制系统、自导系统、内测系统、线导系统、操雷系统及操雷仪表等,提出应用成熟的操雷技术研究开发UUV,以及把操雷改装为UUV的技术捷径。介绍了成本低廉的人控水下航行器(MUV),建议利用MUV来部分替代UUV的技术。     

基于遗传算法的UUV快速性和能源系统综合优化分析

水下无人航行器(UUV)的总体优化设计一般由快速性、操纵性、结构强度、能源系统等系统构成,各个系统之间耦合,综合考虑各系统间的耦合作用对于UUV的设计至关重要,本文针对UUV快速性和能源系统综合优化的问题进行研究,主要工作有:根据艇型特点选择了19个相关设计变量,构建了约束条件,综合考虑各性能指标,建立了UUV快速性和能源系统综合目标函数;利用VC++语言,编制了基于遗传算法的UUV快速性和能源系统综合优化程序,从UUV快速性和能源系统的角度选取7个较敏感的设计变量进行了敏感度分析。通过计算表明,该优化系统准确可靠,平行中体长度、回转体直径和3 kn航速航行时间对优化系统较为敏感。     

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。     

UUV集群探雷效能评估方法

针对UUV探雷作业任务,建立UUV集群探雷作业效能评估模型。针对UUV集群搜索和探测水雷2种机动方式,进行集群探雷作业效能评估分析,给出UUV集群搜索效率和发现目标概率。     

海底对无人水下航行器水动力性能的影响

为了保证无人水下航行器（UUV）近海底作业时的安全性及作业效率,需要分析海底对UUV水动力性能的影响。基于计算流体力学（CFD）方法对UUV靠近海底时的水动力参数进行求解,通过数值模拟UUV近海底附近的流场,得到了UUV阻力系数和升力系数随雷诺数、距海底的距离和攻角3个参数的变化规律,并针对UUV受到的阻力、吸引力以及流场特性的变化进行具体分析。结果表明,在距离海底一定范围内,UUV受到的阻力和吸引力都会增大,吸引力更为明显,这为UUV的实际工作提供了一定指导。     

UUV自航发射鱼雷过程的建模与仿真

UUV发射鱼雷过程中,由于自身体积小,质量轻,在受到鱼雷扰动的情况下,其速度和姿态角将发生改变。本文通过研究UUV和鱼雷在发射过程中相互作用的关系,建立UUV在发射过程中的运动模型以及鱼雷在自航发射过程中的内弹道模型,并得出鱼雷出管时UUV的运动参数,为验证UUV自航发射鱼雷的可行性提供依据。对UUV自航发射鱼雷过程的变参数进行分析,为UUV自航发射鱼雷试验以及发射装置结构优化提供依据。     

UUV自航发射方法探究

针对通过鱼雷发射管自航发射UUV,分析UUV自航出管的前提条件以及自航出管是否可行。UUV自航出管的可行性与其重力浮力差、最低出管速度及出管时的潜艇航速相关,探究典型口径鱼雷发射管适合自航发射的UUV。对无人水下航行器内弹道建模,分析自航发射时不同的补水方式对自航发射UUV的影响,从理论上对UUV自航出管的可行性进行论证。     

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。     

基于多学科设计优化的UUV总体组合优化方法

无人水下航行器(UUV)是多学科交叉的复杂耦合系统,采用多学科设计优化(MDO)可以大大缩短UUV研发周期,提升UUV总体性能。针对UUV的总体设计,开展模块化学科划分,建立各学科分析模型。由于UUV总体系统属于多变量高维空间,单一的优化方法并不能得到全局范围的最优解,采用序列二次规划法结合自适应模拟退火法以及序列二次规划法结合多岛遗传算法的组合优化设计方法,基于协同优化策略,开展以UUV总重量为主优化目标的多学科设计优化,并利用仿真分析对优化后的UUV结构强度与稳定性进行校验。由优化设计的结果可以看出,UUV满足各个子系统约束的前提下,有效地减小了UUV总重量。     

无人水下航行器自航出管可行性浅析

通过鱼雷发射管进行布放回收是潜艇使用无人水下航行器（UUV）的最佳方式之一,而UUV自航出管是否具有可行性是首要问题。首先,根据潜艇发射自航鱼雷的技术要求来建立UUV自航运动方程和边界条件,并通过计算分析求得UUV自航出管所需满足的条件。随后,在鱼雷内弹道仿真研究的基础上,建立UUV在鱼雷发射管内运动的数学模型,并对其受力和速度进行实时仿真。最后,将仿真结果与UUV自航出管条件进行对比分析。结果表明：UUV自航出管的可行性与其重力浮力差、最低出管速度及出管时的潜艇航速相关。因此,可通过设定恰当的性能参数来实现UUV自航出管的可行性。     

基于DoDAF和SysML的潜艇与UUV协同作战概念描述方法

随着UUV等水下无人装备及技术的不断发展,水下无人装备在作战领域逐渐深入,探索潜艇与UUV协同的作战概念对于牵引水下装备发展具有重要意义。基于DoDAF(Department of Defense Architecture Framework)框架和SysML语言（Unified Modeling Language）,建立潜艇与UUV协同作战概念描述方法,对潜艇与UUV协同反舰的作战概念进行了顶层、规范化的描述,可为潜艇与UUV协同作战概念研究提供参考。     

近水面波浪对UUV航行的影响

低速UUV在水下航行一定的距离后需要上浮到近水面进行导航定位,而在近水面UUV受波浪的影响不能忽略,因此研究UUV在近水面悬停时受波浪的影响是有意义的.本文在建立UUV六自由度运动模型的基础上,基于规则波的波浪理论,建立了波浪力的计算模型.并仿真计算了UUV在近水面悬停时受海洋波浪力的影响.     

基于Petri网的UUV水下回收协调控制研究

水下无人潜器（UUV）水下回收是一个复杂的过程,它既有连续动态又有离散事件。针对UUV多变量、非线性、强耦合的特点,在其回收过程中针对不同的状态,提出一种基于Petri网的协调控制方法。采用混杂系统理论来分析动态过程和设定离散事件,并运用Petri网技术对回收过程的动作细节进行划分,通过实时测量和判断,分析和监控回收状态,以达到实时控制的目的。水池试验验证了Petri网技术对复杂过程描述分析方面的优越性,并成功解决了UUV回收过程运动中的逻辑协调问题。     

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。     

密闭环境燃料电池系统研究进展

本文总结分析了近年来国外水下无人潜航器（UUV）动力系统的类别与发展趋势和未来UUV用动力源的需求,探讨了固体氧化物燃料电池（SOFC）在UUV领域应用的可能性,并与锂离子电池和质子交换膜燃料电池（PEM）进行对比,分析其各自的优缺点。最后结合UUV的实际使用环境和运行工况,提出了一种UUV用SOFC动力系统的总体设计。     

UUV线式搜索集群探潜作业效能评估方法

针对UUV探潜作业任务,建立UUV线式搜索集群探潜作业效能评估模型,并进行集群探潜作业效能评估,给出UUV集群搜索发现目标概率。     

无人水下航行器声呐装备现状与发展趋势

无人水下航行器(UUV)已成为当今世界各国海军争相研究的热点,而各类声呐装备是UUV完成使命任务的重要手段。本文对国内外UUV声呐装备的技术现状进行详细阐述,对一些典型声呐装备的功能、性能指标做较全面的说明,并重点针对UUV声呐装备的关键技术与未来发展趋势进行分析与展望,为我国发展UUV声呐装备提供有益的思路和参考。     

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.     

美国军用UUV现状及发展趋势分析

美国军用UUV处于世界领先水平,跟踪和了解其现状和发展趋势具有非常重要的意义。概述了美国若干个军用UUV发展规划主要内容,描述了几个典型军用UUV的主要使命任务和战术技术性能,详细分析了UUV载体结构、控制系统、导航系统、能源系统、推进系统和任务模块等主要系统功能、组成和性能指标。分析了美国军用UUV的发展特点和趋势及其正在大力发展的UUV的自主控制技术、组合导航技术、目标识别技术、新型电池技术、水声通信技术和新材料技术等。     

UUV走航CTD探测的航迹规划及控制方法研究

介绍了一种航迹规划与控制方法,使得无人水下航行器(UUV)能够使用CTD测量仪完成水下探测任务。详细介绍了所研究的UUV硬件系统体系结构,同时完成UUV水平面和垂直面的航迹规划,使其在满足UUV设计要求及CTD测量特性约束条件下能够完成水下探测任务。为了实现UUV在三维空间里较好的跟踪所规划的航迹,应用自抗扰控制(ADRC)技术,分别设计了自抗扰航向控制器和纵倾控制器。所研究的航迹规划与控制方法在UUV半实物试验中得以验证。