具有时延的遥操作机器人系统稳定性与透明性研究

针对遥操作机器人系统通信时延引起系统不稳定以及性能下降等问题,将系统描述成一个具有时延的状态方程,通过构造适当的李雅普诺夫函数,分析了时延下系统处于约束运动状态下的稳定性,并得到系统的稳定性条件.此外,通过建立系统的等效电路图,研究了一种采用阻抗匹配方法分析系统在有时延和无时延情况下透明性的新方法.仿真实验结果表明该方法的有效性,时延下的系统在保证稳定的基础上实现了良好的透明性.     

基于局部脊波变换的SAR图像舰船尾迹检测方法

分析舰船尾迹的分类及SAR图像特征,提出一种结合局部Radon变换与脊波变换的检测尾迹的方法,即将图像分成若干个小窗口,在小窗口内进行局部的脊波变换。该方法克服了全局脊波变换的局限,使尾迹能够在较复杂的海况检测出由断续线段组成的尾迹。     

网络遥操作机器人系统神经网络预测控制仿真研究

为了改善网络随机时延影响网络遥操作机器人系统稳定运行的问题,采用RBF神经网络对网络实测时延进行预测,取得较好的预测效果。结合Smith预估控制,提出了一种基于网络实测时延的遥操作机器人系统神经网络预测控制新方法,仿真实验结果表明了该方案的有效性和鲁棒性。     

广义相关时延估计的一种推广应用

信号传输时间的测量,是雷达、声纳系统的关键技术之一。本文结合声纳工程实际,在广义相关时延估计基础上,提出一种既具有较高精度,又易于工程实现的适用于较高信噪比条件下主动声纳信号的精确测时方法。这种方法分粗测和精测两个阶段。只有在粗测的判决概率落在被测信号中心频率的一个周期——“测峰分辨区”内时,才能保证精测的精度。在信噪比较低时,可采取降频措施扩大测峰分辨区。计算机实验结果表明:在接近实际情况的条件下,本文提出的两种测时方案均可达到微秒量级的测时精度。     

基于广义互相关法的水下被动测距时延估计技术

针对被动测距的性能严重依赖于时延的估计精度,提出设计一种基于广义互相关法的高精度的时延估计器,分析了时延估计器原理,得出了测距时延差ε的真值,仿真分析时采用时延差内插算法,对四点内插法时延估计精度进行了分析,满足了实际需求。     

基于VR的船载遥操作机械手设计与研究

针对无人潜水器在恶劣海况下收放作业挂钩困难的问题,设计一套基于虚拟现实（VR）的遥操作机械手装置,搭载于船载无人潜水器收放A型门架上,以操控VR手柄灵活、高效地完成无人潜水器收放时的辅助挂钩作业。利用Unity3D引擎搭建并开发一套机械手虚拟仿真系统,实现对机械手的正、逆向运动控制,并与实际机械手建立Socket网络通信,实现虚实同步;通过串流VR一体机实现对机械手的实时可视化仿真与VR遥操作。相较于现有的主手及示教器遥操作,VR遥操作机械手的作业效率更高,操作难度低,且系统具有较强的沉浸感和临场感,提高了机械手海上作业的可视性、灵活性和安全性。通过搭建波浪模拟试验平台模拟不同海况进行验证,结果表明,VR遥操作机械手挂钩作业的效率较示教器遥操作提高49.4%。在海上试验中,机械手也成功完成了各类潜器收放的挂钩作业。     

剪切波变换下的侧扫声呐图像降噪方法

针对侧扫声呐图像对比度低、噪声强度大特点导致的部分传统滤波方法降噪能力的不足,提出一种基于剪切波变换的侧扫声呐图像降噪方法。首先对侧扫声呐图像进行剪切波变换,在考虑噪声水平的基础上,对剪切系数进行阈值处理,再将修正后的系数进行剪切波逆变换,重构侧扫声呐图像,实现了侧扫声呐图像的降噪。实验结果表明,该方法相比于维纳滤波、小波滤波和非局部均值滤波等常用降噪方法,可以获取更好的图像效果,在侧扫声呐图像降噪中具有综合优势。     

基于二阶造波理论的聚焦波实验室模拟

目前实验室中的聚焦波均是利用线性叠加原理产生的,其中造波板位移为各组成波浪按线性造波理论所得分量之和。但是聚焦波浪特性会受到线性造波板位移产生的自由伪谐波的影响。文章采用二阶造波理论建立实验室中聚焦波浪造波软件,并分别采用一阶理论和二阶理论进行物理水槽和数值水槽造波实验,结果表明采用二阶造波理论可以有效地提升水槽聚焦波浪的模拟精度。     

基于粘性流造波板数值造波方法研究

利用动网格技术实现了推波板的摆动,采用流体体积法VOF（Volumeoffluid）捕捉自由液面,并应用粘性流体的N—S方程模拟数值波浪水池,结合标准k-ε湍流模型,基于仿物理的推板造波数值方法,采用CFD商业软件Fluent及其二次开发功能,建立了三维规则波数值波浪水池模型,通过结果分析可得,仿物理推板造波的质量高且稳定性较好。     

基于VOF方法的不规则波数值波浪水槽的阻尼消波研究

对基于VOF方法的不规则波数值波浪水槽进行了阻尼消波研究。在水槽右端的出流边界处,设置了一定长度的海绵层来吸收波浪,海绵层的衰减系数采用线性分布的形式。通过不同入射波参数的数值计算结果,比较了不同形式的衰减系数和参数的海绵层消波效果,给出了对应不同波要素范围的海绵层参数取值范围。对浪高仪位置处波面历时采用两点法进行了分离,波浪的反射率满足计算要求,给出了数值水槽中不同时刻波面高度空间分布情况,应用快速傅里叶变换得到计算波谱,计算波谱与靶谱吻合较好,计算结果表明所采用的海绵层阻尼消波是一种很好的边界处理方式。     

建闸河口潮波变形概化模型研究*

概述潮汐河口潮波变形的普遍性及建闸前后影响变形的不同因素。建立了概化河口闸下河道物理模型,说明了模型设计的理论依据及模型布置方案。通过概化模型对建闸河口不同引河长度的潮波变形特性进行模拟研究,得到不同闸址建闸后潮波变形的共性和差异。闸下引河长度对潮波变形的影响明显,随着闸址距河口距离的增加,沿程潮差的增减趋势发生变化;建闸后涨潮平均流速与落潮平均流速的比值变化趋势与引河长度紧密相关。     

基于谱的海浪模拟与谱估计

针对掠海飞行器系统仿真的需要,研究了海浪仿真方法。选取P—M谱作为海浪谱,通过海况确定波谱参数,在波谱仿真带宽内采用频率等分法对其进行分割,根据Longuest—Higgins海浪模拟模型进行仿真,得出了海浪时域波形。并采用Welch法进行波谱估计,从波谱能量度量,仿真精确度达到了99．22％。     

基于非静压方程的斜坡堤越浪数值模拟

越浪是波浪与建筑物相互作用的一种重要现象,越浪量的大小往往影响到斜坡堤顶高程的设计。为研究斜坡堤越浪问题并对越浪量做出预报,基于非静压波浪数学模型模拟了规则波及不规则波在光滑不可渗斜坡堤上的越浪过程,并分别与小尺度和大尺度水槽的越浪量实验研究成果进行了比较,结果表明基于非静压方程的波浪数学模型能够较好地模拟规则波及不规则波在斜坡堤上的越浪。     

基于 OpenFOAM 的数值波浪水槽的建立与验证

论文基于粘性不可压缩流体的 N‐S 方程,采用开源 CFD 代码 OpenFOAM 建立了二维数值波浪水槽,并对水槽的造波效果进行了验证。结果表明：采用 OpenFOAM 能够方便建立符合设计要求的数值波浪水槽;数值水槽能够产生试验所需的规则波动;水槽消波区域作用良好,能够消除反射波对自由波动区域的影响。     

漩门湾水域波浪计算分析

对漩门湾水域的波浪进行分析研究,利用波浪传播变形数值计算模式对该水域的波浪场作了推算,得出工程水域的波高分布,同时得出了防波堤的设计波浪,为围垦工程围堤设计提出科学依据。     

时段选取对波浪玫瑰图绘制的影响

利用Matlab数据库工具箱实现了对水文观测数据库数据的调用。基于日照海洋观测站10年实测资料,编程绘制了不同时段的波浪玫瑰图,比较分析了时段的长短对波浪玫瑰图绘制的影响。结果表明,日照港宜采用不少于5年的实测资料,由此绘制的波浪玫瑰图才能反映不同波级在各个方向上的长期变化趋势。     

复杂地形条件下波浪爬坡数值模拟研究

波浪爬高是确定海堤、护岸等海岸工程顶高程的主要因素,不仅直接影响工程造价,更关系到工程的安全。目前,针对单一型缓坡以及坡度较陡的防波堤的研究较多,但兼顾各种复杂地形条件下的波浪爬坡还没有一种公认较好的计算模型。文中首次采用MIKE21一维BW模型,分别通过规则波和不规则波对波浪破碎以及波浪爬坡进行了数物模验证。结果表明,应用MIKE21一维BW模型不仅能模拟在缓坡上的波浪破碎及爬坡过程,也能模拟诸如防波堤等陡坡的波浪爬高现象。将该模型应用于海南昌江核电护岸工程,为其安全性设计提供了科学依据,同时也为复杂地形条件下的波浪爬坡问题提供了一种切实可行、易于推广的研究方法。     

基于OpenFOAM的波浪对舰船水压场识别影响研究磁

利用开源软件OpenFOAM 建立数值波浪水槽,实现了数值造波与消波,计算了不同波况下波压场随水深的变化特点,研究了波浪对舰船水压场识别的影响,得出了有益的结论。     

基于Petri网的舰艇对空自防御作战时延仿真

以一种典型的舰艇对空自防御作战流程为例,分析其中的时延性因素,并将其划分为七类典型的时延性因素;建立基于Petri网的舰艇对空自防御流程模型,针对Petri网数值仿真模拟能力不足的问题,采用一种模拟Petri网仿真的方法,通过MATLAB进行数值仿真试验;并对作战流程中某些阶段时延长度的改变对总的作战结果的影响作了分析。