UUV集群协同探测与数据融合技术研究

简述无人水下航行器(UUV)集群协同探测的原理和特点,介绍国外UUV集群协同探测技术的发展和应用现状。设计1种基于主从网络结构的UUV协同探测方案,分析3种编队队形的探测性能,讨论了探测、导航、通信一体化数据融合的方法。     

基于编队协同的UUV时敏打击效能研究

UUV(Unmanned Undersea Vehicle)作为一支独具特色的水下作战力量,正在成为一种新型作战平台,受到美国等世界各国海军的关注.针对UUV的具体使命任务,以"时敏打击"为目标,研究了UUV时敏打击的概念、方式、特点以及衡量UUV时敏打击效果的主要效能指标.重点围绕基于UUV编队协同这一核心内容,分析了编队协同对提高UUV时敏打击效能的重要作用.     

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。     

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。     

面向复杂地形海洋勘探的Multi-AUV编队协同控制策略

针对Multi-AUV编队执行复杂海底地形勘探任务的实际需求和问题,提出Multi-AUV的编队协同控制策略。首先采用领航-跟随思想和反馈线性化方法推导出编队控制律,使Multi-AUV编队可以维持在恒定的几何队形进行巡航,实现高效的并行作业;其次为使搭载的设备获得更佳的扫描效果,引入基于最小二乘法估计的高度控制方法,以保持AUV处在期望的距底高度;然后针对执行梳状探测路径中存在的路径变换和极端地形避障问题提出路径变换优化策略和避障策略,最后通过计算机仿真试验验证提出的编队方法和策略在执行海底复杂地形探测任务中的有效性。     

面向复杂地形海洋勘探的Multi-AUV编队协同控制策略

针对Multi-AUV编队执行复杂海底地形勘探任务的实际需求和问题,提出Multi-AUV的编队协同控制策略。首先采用领航-跟随思想和反馈线性化方法推导出编队控制律,使Multi-AUV编队可以维持在恒定的几何队形进行巡航,实现高效的并行作业;其次为使搭载的设备获得更佳的扫描效果,引入基于最小二乘法估计的高度控制方法,以保持AUV处在期望的距底高度;然后针对执行梳状探测路径中存在的路径变换和极端地形避障问题提出路径变换优化策略和避障策略,最后通过计算机仿真试验验证提出的编队方法和策略在执行海底复杂地形探测任务中的有效性。     

舰艇编队网络一体化防空作战体系研究

由于高新技术在飞机、反舰导弹中的不断应用,舰艇编队面临着越来越严峻的空中威胁。单一平台现已无法有效遂行防空任务,舰艇编队网络一体化防空在对空预警探测、跟踪、火力分配和协同抗击等方面有着显著优势,是现代舰艇编队防空作战的有效组织形式及发展趋势。     

舰艇编队协同防空作战效能评估

评估编队协同防空作战效能的指标很多都是定性的,无法进行量化描述。为了准确、客观评估舰艇编队协同防空作战效能,建立基于遗传层次分析法的效能评估模型,分别计算编队在平台模式和网络模式条件下的编队协同防空作战效能。     

基于跨域基站UUV集群试验方法研究

本文针对水下无人系统集群协同探测与目标跟踪,提出基于水面水下跨域基站通信组网UUV集群湖上试验方案和思路。通过研制水下集群控制系统,以及UUV平台尝试加装鱼雷自导并解决加装后平台信息控制、跟踪弹道设计、低速下自导参数确定、跟踪与攻击策略等技术,实现了湖上UUV集群探测与攻击协同试验。湖上通信拉距试验、组网试验、探测与攻击协同试验表明,该方案能够满足至少三节点的集群探测与攻击试验目的,试验实施简单有效,采用的架构和方法亦可用于更多节点的UUV集群试验。     

舰载直升机在护航编队中对海盗目标预警的使用研究

舰载直升机在护航编队中担负着很多重要的作战任务,由于索马里海域特殊的作战环境和海盗目标独特的特征,使得舰载直升机在中国海军护航编队遂行作战任务时对海盗目标的预警成为其重要任务之一。文章从护航编队舰载预警雷达对海盗目标预警探测的局限性和舰载直升机预警探测的优势出发,论证了舰载直升机对海盗目标预警探测的可行性、优点以及舰载直升机预警探测时应注意的事项,重点对舰载直升机探测海盗目标的应用方式进行了分析。     

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。     

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。     

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。     

基于海浪干扰滤波器的UUV近水面深度控制

针对UUV在近水面航行过程中海浪波动对深度计测量造成较大干扰进而影响深度控制效果的问题,设计一种带有海浪干扰滤波器的UUV深度控制方法。分析UUV海试中深度控制性能,选取合适的参数设计海浪干扰滤波器并验证了其滤波效果。考虑到PID控制器参数选择难的问题,采用遗传算法对其控制参数实现在线自整定。最后将实时海浪加入到UUV深度控制系统进行仿真实验,并将仿真结果与海试数据对比,结果表明本文提出的方法可有效的抑制海浪干扰,改善UUV近水面深度控制效果,具有一定的工程实际意义。     

基于变权值令牌环模型的UUV推进系统网络研究

本文针对UUV(无人水下航行器)推进系统搭建了Modbus通信网络,实现对航行器电力推进系统的网络控制。由于标准的Modbus通信协议具有实时性较低的问题,提出了一种具有优先级的令牌环模型,通过令牌传递的方式协调各从站并行处理数据,从而大大减少了网络通信的延时。在此基础上扩展出了变权值令牌环模型,可满足应对不同工况及时修改各从站延时的需求,并能以牺牲一定的传输实时性为代价避免处理大量数据时低优先级从站数据彻底丢包的现象出现。仿真实验验证了所提出的Modbus改进模型的有效性。     

UUV的故障树仿真建模与分析

简要介绍故障树分析的传统方法,建立了以无人水下航行器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)不能正常工作为顶事件的故障树.采用蒙特卡罗随机抽样方法,建立UUV的故障树仿真模型,编制了MATLAB故障树仿真程序,对故障树进行定量分析.求出该系统的平均无故障工作时间,并得出了UUV系统的寿命分布曲...     

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。     

美反潜无人艇作战使用分析

美国军用UUV处于世界领先水平,ACTUV是UUV的一种。ACTUV是一种具有特色的水下作战力量。介绍了ACTUV的基本性能与特点,对其作战使用进行了分析。     

基于免疫遗传算法的水下无人平台航路规划

为克服遗传算法在水下无人平台航路规划应用中存在的问题,提出了基于免疫遗传算法的水下航路规划问题.仿真结果表明,这种算法能够有效地提高航路规划的计算速度和保证航路规划的质量.