基于模糊神经网络的水下机器人推进系统故障诊断

为了解决水下机器人推进系统运行可靠性问题,提出一种基于模糊神经网络的机器人推进系统故障诊断方法,用以解决故障诊断过程中信息的不确定性问题,并提高推进系统的整体可靠性。该方法在常规神经网络基础上,引入模糊推理形成一种新型模糊神经网络结构,提出一种最小调整的模糊神经网络学习率,完成模糊神经网络训练算法的推导。通过对水下机器人实施定速直航与转向等试验完成神经网络的在线训练,利用已完成训练的神经网络对机器人进行运动建模。通过比对神经网络模型估计值与机器人传感器的实测值获取残差信息,并对残差进行故障信息提取以实现故障诊断。将上述方法应用于仿真试验中,结果表明,基于模糊神经网络水下机器人推进系统故障诊断方法具有较高的可行性和有效性。     

AUV海底地形匹配导航方法综述

基于智能水下机器人（AUV）导航任务需求与战略规划,总结国内外海底地形匹配导航技术研究现状,分析海底地形匹配导航系统应用中所需的关键技术及解决途径,包括滤波算法、地形特征提取和测深数据处理等。系统性归纳海底地形匹配导航的前沿方向,并结合我国的研究现状与发展需求展望海底地形匹配导航未来的发展方向,即发展高精度水下激光测距地形测绘设备、发展低分辨率先验海图下的海底地形匹配导航算法,以及通过深度学科交叉趋势提升海底地形匹配导航的精度、效率和鲁棒性。     

推力受限的ROV预设性能精准跟踪控制北大核心CSCD

[目的]针对有缆水下机器人(ROV)推进器推力/力矩受限的现实情况,研究面向三维轨迹跟踪的预设性能精准控制问题,同时考虑系统不确定性、水下环境干扰等未知因素,提出基于有限时间扩张状态观测器和预设性能变换的精准跟踪控制方案,确保轨迹跟踪误差快速镇定。[方法]首先,针对推进器饱和约束,设计补偿系统消除输入饱和限制;其次,设计有限时间扩张状态观测器,对外界扰动和未知系统动态进行集总观测和补偿;进而,基于预设性能函数和误差转换函数,将受预设性能限制的跟踪误差转换成非受限的跟踪误差并构造积分滑动模态,采用快速幂次趋近律和边界层减缓执行器抖振;最后,采用Lyapunov理论证明所提出算法的整体稳定性。[结果]仿真结果验证了所设计控制方法的有效性和优越性。[结论]该控制方案可为解决集总扰动下推力受限的ROV轨迹跟踪预设性能精准控制问题提供一种新的解决方案。     

基于康达效应的水下机器人矢量推进器设计与性能评价

因水下环境复杂,搭载于机器人外部的螺旋桨式或喷水电机式矢量推进器常会面临被水下杂物缠绕失去动力的潜在风险。本文提出一款基于康达效应的矢量推进器,其利用最少驱动单元即可实现动力在四个方向上的矢量输出,从而保障搭载该推进器的机器人在水下可实现包括直行、转弯、上升、下潜在内的多自由度运动;通过ANSYS流体仿真,验证利用康达效应设计矢量推进器的有效性;同时结合水下运动机动性需求,搭建一款基于该推进器的水下机器人样机,并展示样机运动姿态与推进器工作方式的关系;最终通过设计测力/转矩实验装置,评估矢量推进器在各方向的动力输出特性。实验结果可用于辅助机器人后续实现精准而高效的水下运动控制任务。     

内检测机器人在天然气站场管道中的应用

文中介绍了国内外站内工艺管道内检测机器人,并介绍了2种机器人现场应用效果。在某天然气管道应用CCTV内窥机器人找到了几何检测器卡堵的原因。模拟站场工艺管道,搭建测试平台,对A2072站内检测机器人进行了验证,结果显示其可通过DN500以上的三通和立管,可检出部分金属损失和焊缝缺陷。最后对该技术进一步发展应用进行了展望。     

船用薄板机器人激光复合焊接工艺数据库设计

针对焊接工艺数据的高效管理与应用需求,设计船用薄板机器人激光复合焊接工艺数据库。基于焊接工艺设计、焊接工艺评定和焊接生产加工等3个场景,该系统由数据信息管理、焊接工艺定义、标准系统查询、实例检索推理、数值模拟验证、焊接工艺规程(Welding Procedure Specification, WPS)制定和焊接工艺反馈等7个功能模块组成,对于解决激光复合焊接的数据管理问题和需求具有重要意义。     

浅谈科技档案如何服务于工程设计工作

科技发展太快,社会发展太快,这是我们每一个人都体会到的。曾几何时,电脑还是科技人员的稀罕物,现已进入寻常百姓家．今天还是特殊场所应用的机器人,十几年后也可能就进入我们的家庭(如现在的智能吸尘器等)。计算机的发展相当快,三年前买的颇为时髦的奔腾166现在早已被认为太慢、太老;PⅡ、PⅢ300等不断发展和升级,几乎一个月一个样,真让人眼花缭乱;win95刚用熟,Win98、Win2000、Lotus的SmartSuite等又已发布。     

球形水下机器人滚进特性试验与动力学建模分析北大核心CSCD

[目的]为了探究球形水下机器人的滚进运动规律,以及质量分布对其运动的影响,对其机械机构进行创新设计及分析。[方法]首先,依据牛顿-欧拉方法建立球形机器人的滚进动力学模型;然后,通过地面滚进试验和水下滚进动力学理论研究,分析机器人的质量分配对滚进运动产生的影响;最后,通过搭建仿真环境和虚拟样机,对球形水下机器人在水下和陆地的滚进动力学进行对比分析。[结果]结果表明,当内置小车以恒定角速度输出时,该球形机器人的运动位移呈波动变化且驱动小车在球壳内的摆角也成周期性变化规律;当增加驱动配重时,小车摆角的周期和幅值均相应变小,球形水下机器人的运动更为稳定。[结论]所做研究可为球形水下机器人的设计优化提供指导。