基于模型预测控制的无人艇VO避障

在高速行驶中,无人艇速度快、反应时间短,为了达到安全避障的要求,避障算法必须实时性好、稳定性高。同时,在高速场景中,无人艇的静浮力较小,流体升力较大,风浪流对无人艇的影响较低速场景更加显著,稳定的航迹跟踪与避障控制面临挑战。为了达到良好的避障效果,无人艇必须要满足控制量的约束,同时要削减外界扰动带来的不利影响。无人艇控制系统是一个多输入多输出系统,而模型预测控制则是处理多变量约束优化问题最有效的方法之一。本文提出基于模型预测控制的无人艇VO避障算法,通过仿真实验实现了该算法的避障功能,并将该算法与传统的VO算法避障效果作对比,验证了该算法的有效性,同时,通过分析模型不确定性对该避障算法性能的影响,证明了该算法的鲁棒性。     

海上水面自主船舶发展分析

从IMO框架下关于MASS的发展入手,介绍国外和国内研究MASS的发展状况。从试验标准、船舶配员及人才教育、新航运体系构建和通信及网络安全等方面分析MASS未来研究的课题和发展方向。     

自主水下机器人下潜困难问题的数值仿真与试验研究

自主水下机器人在近水面运动时,受到文丘里效应产生向上吸力的影响,使得潜器初始下潜困难,近水面的深度保持能力也受到影响。为了研究水下潜器近水面下潜困难问题,文章运用计算流体力学（CFD）软件对某AUV主体周围流场进行近水面数值模拟。模拟结果表明,影响升力和抬头力矩的主要因素是初始的下潜深度和速度。水域试验表明随着初始下潜深度的增加,AUV 的下潜将变得越来越容易,这与模拟结果相一致。     

水面舰艇流体性能关键技术评估方法研究

为在水面舰艇研制主要设计阶段全面掌握流体性能关键技术研究进展情况,根据流体性能关键技术评估的主要内容,建立流体性能关键技术评估指标体系。在分析常用评估方法适用性的基础上,提出基于层次分析与模糊评估的综合评估方法开展流体性能关键技术评估。实例应用表明,该评估方法适用可行,较科学全面地评价出主要设计阶段流体性能关键技术研究进展,为舰艇总体设计阶段决策提供科学依据。     

专家控制-改进S面算法在近水面航行器运动控制中的应用研究

[目的]旨在提高舵板响应速度和效率,以满足近水面航行器在静水及波浪干扰下的深度保持和姿态控制要求。[方法]在S面算法的基础上,提出一种具有更快收敛速度的改进S面控制算法,并与专家智能控制相结合,建立闭环专家控制-改进S面算法的混合控制模型,构建混合算法控制器。对比分析PID算法、S面算法、改进S面算法以及专家控制-改进S面算法在近水面航行器航行深度、姿态控制间的差异,并进行波浪干扰下的运动预报。[结果]预报结果表明：改进S面算法在静水航行控制中可提高收敛速度,波浪干扰下可降低纵摇幅度;专家控制-改进S面算法能够提高舵的控制效率,在静水中快速实现航行状态稳定转换,在波浪中有效降低近水面航行器垂荡和纵摇幅值30%以上。[结论]所提专家控制-改进S面算法对近水面航行器运动稳定性的提高适用性良好。     

The stabilization control of underactuated surface vessels

The problem of stabilization control of underactuated surface vessels with two independent control inputs is in vestigated inthis paper. Through transformation, a cascade property of the system is revealed. And the original nonlinear system could be divided into two subsystems: a linear subsystem and a nonlinear subsystem. The stabilization laws are derived for the two subsystems separately. A smooth time - varying feedback stabilization law with exponentially convergence rate is obtained. The proposed stabilization law guarantees all the system states converge to the equilibrium exponentially. The aim of stabilization control of underactuated surface vessels is achieved. At last, the effectiveness of the proposed algorithm is illustrated by simulation tests.     

机动管线水面浮运铺设牵引力计算及分析比较

机动管线和固定管线不同,是由一根根的管子用连接器或自身阴阳头连接而成。机动管线在水面浮运中所受牵引力的大小是铺设过程中的重要参数。用流速函数描述水面流速分布,得出牵引力的计算公式,并通过Matlab编程分析了任一参数变化时牵引力的变化情况,根据管线自身强度,得出了铺设时的临界点,并对各参数的影响进行了比较,对管线铺设有一定的借鉴意义。     

漫水桥的设计

针对我国对农村公路建设投资有限的情况,在适宜桥址修建漫水桥是实用经济的办法。文中提出了漫水桥设计的原则,分析了漫水桥的适应性及其特点,并结合王湾桥实例,进行了横、纵断面及下部结构设计,对常规桥和漫水桥设计进行了经济比较。