重力解脱方式下AUV的载荷分离运动分析

自主式水下航行器(AUV)可视为由载荷与运载体组成。研究了重力解脱方式下的载荷分离运动。考虑到分离过程中载荷与运载体之间存在约束,建立了分离时AUV的整体运动方程并进行了仿真。结果表明,对于负浮力的载荷,分离前速度增大,碰撞可能性会降低,过大或过小的预定分离角会增加碰撞发生机率,而与未考虑运载体运动的影响时相比,分离安全性会有所降低。     

波浪对鱼雷形长航程AUV微速操纵性的影响分析

在建立适合于鱼雷形长航程自主水下航行器(简称:AUV)微速操纵运动仿真的六自由度数学模型的基础上,基于线性波浪理论建立了波浪对鱼雷形AUV作用力的数学模型,并对 AUV在近水面做悬停运动以及下潜运动时的操纵性受海洋环境力的影响进行仿真研究,结果表明鱼雷形AUV在不同海况波浪的影响下可以稳定的完成定点悬停和垂直下潜运动;二级波浪对鱼雷形AUV操纵性的影响较小,四级波浪对鱼雷形AUV操纵的影响较明显;波浪对AUV操纵性的影响随深度的增加而迅速较小.     

远程AUV微速操纵性仿真研究

建立了适合于远程AUV大攻角微速条件下运动仿真的六自由度数学模型，对AUV在定点旋转、垂直上浮下潜、水平左右横移等形式的微速运动下的操纵性进行了仿真研究。结果显示AUV在微速条件下可以稳定的运动；鱼雷形AUV在水平、垂直方向的操纵性能基本相同。并经过与湖上试验结果的对比，说明了仿真结果真实可信。     

持续载荷飞行模拟器运动系统研究

首先介绍了一种新型具有持续载荷特性的飞行模拟器的原理及系统组成,在此基础上,推导了其运动系统稳态数学模型,最后以某型载人离心机为运动平台进行了飞行模拟器验证实验,结果证明运动系统模型的正确,离心机运动平台能够满足持续载荷飞行模拟器提供载荷要求,且系统响应速度可以满足持续载荷飞行仿真要求。     

梯形载荷下圆筒内粒子系统运动的数值仿真

活塞在梯形载荷的作用下,对圆筒内由大量钢球粒子组成的粒子系统产生挤压。粒子-粒子、粒子-边界间频繁的发生接触和分离,甚至每一次接触中,也会发生依附和滑动之间的过渡。为了数值仿真这个过程,首先采用快速接触识别算法,找到每一时间步内粒子系统中所有接触粒子对,然后建立了接触粒子对的接触模型。通过跟踪系统中的所有粒子的运动和受力情况,获得了整个粒子系统运动的数值仿真结果。仿真结果表明,在不同的载荷时整个粒子系统存在各自的暂时稳定状态,和实际情况相符,说明了接触模型的正确性。     

大幅波浪中船舶非线性运动与波浪载荷仿真

对基于切片理论的线性频域预报方法进行扩展,考虑湿表面等非线性因素,给出了船舶在大幅波浪中航行时的非线性波浪载荷计算方法,开发出了仿真平台。通过缩尺船模试验验证了仿真系统的精确性,并对大幅波浪中船舶非线性运动和波浪载荷计算进行了实例仿真研究。     

高空空投AUV全弹道建模与仿真

高空空投AUV(Autonomous Underwater Vehicles——自主水下航行器)技术是一种集高空滑翔与水下自主航行于一体的综合研究,对其全弹道进行的建模与仿真是其概念设计阶段的重要内容,同时也是其设计的理论基础.根据高空空投AUV在运动过程中的主导因素不同,将其全弹道进划分为了六介阶段.在分析高空空投AUV各个阶段的结构、受力与环境等主要特点的基础上对其全弹道中的滑翔阶段,减速阶段和水下阶段三个稳态阶段,分别建立了相应的弹道仿真数学模型,并对各阶段数学模型特点进行了对比与分析.依据所建立的数学模型与SIMULINK模块化建模仿真理念搭建了高空空投AUV全弹道仿真平台系统.使用全弹道仿真平台对高空空投AUV的滑翔、减速和水下三个稳态阶段分别进行了仿真,并通过AUV水下阶段仿真结果与文献结果对比验证了数学模型与仿真平台的正确性.仿真结果表明,所建立的数学模型与仿真系统能快速准确的仿真出AUV各稳态阶段的运动弹道、速度与姿态变等动态特点.     

GPS天线对近水面航行AUV操纵性的影响分析

在基于一定假设的条件下,建立了计算GPS天线流体动力的数学模型,并建立了GPS天线升出后对GPS导航定位精度影响的数学模型。对鱼雷形AUV通过GPS天线实现导航定位的典型操纵运动进行了仿真研究。结果显示,天线升出后对AUV的操纵性有明显的影响,但对GPS导航精度的影响很小,说明鱼雷形AUV仍然可以通过操纵运动稳定的完成在近水面的导航定位运动。     

基于前视声呐信息的AUV避碰规划研究

在复杂海洋环境中,利用前视声呐获取的障碍物信息指导自治水下机器人（AUV）进行局部避碰。主要采用强化学习的方法对AUV进行控制和决策,综合Q学习算法、BP神经网络和人工势场法对AUV进行避碰规划。强化学习的方法强调AUV在环境的影响中学习,通过环境对不同行为的评价性反馈信号来改变行为选择策略。并且在环境发生变化时,AUV通过学习来实现对新环境的适应,不断改进其自治能力,进而实现在不确定环境下的避障任务。开发了AUV运动规划的虚拟仿真软件系统,仿真实验证明了算法的合理性与可行性。     

AUV近水面悬浮解耦控制系统设计及仿真

提出一种自主式水下航行器(autonomous underwater vehicle, AUV)近水面悬浮解耦控制算法。在系统解耦的基础上通过两套独立的执行机构（水舱）分别实现AUV近水面悬浮时深度和纵倾角度控制。对海洋环境因素进行干扰力建模,在考虑各种环境干扰力作用的情况下通过仿真测试控制器性能,并与之前的仿真结果进行对比。定性地分析海洋环境要素对AUV运动控制器性能的影响,讨论在AUV控制器设计中考虑环境要素变化的必要性。仿真实验证明,提出的AUV悬浮解耦控制器在单纯考虑波浪干扰的情况下能够取得令人满意的控制效果。     

基于组合云发生器的配电系统负荷模糊建模

基于云理论的知识表示,首次将云理论与电力系统有效结合来解决配电系统原始数据不足的问题。在对原始数据进行模糊聚类的基础上,提出了一种组合云发生器,将正向云发生器和逆向云发生器有效组合成一种闭环结构。结合配电网负荷数据的实际特点,在组合云发生器中加入了约束方程组和系统工况数据补充两个单元,保证了生成的负荷数据既能够包含系统的大部分情况,又不会出现实际不会发生的不可能数据,生成的云滴很好的反映了负荷数据所具有的模糊性和随机性。并在此基础上进行了基于T-S模糊模型的负荷辨识,将辨识结果与当前通用的几类模型对比显示了所提出方法的有效性和实用性。     

某飞行器级间分离气动力/约束力/飞力综合建模与仿真

飞行力学模块、约束力模块和气动力模块是构成飞行器级间分离建模仿真的三个主要部分。这三个部分相互耦合,给求解带来困难。为解决这类仿真问题,提出一种综合建模方法。该方法包括:飞行力学运动方程;CFE(Constraint Force Equation)方法求解约束力;CFD(Computational Fluid Dynamics)方法求解气动力和碰撞分析。其中,气动力模块计算得到气动载荷,输入到约束力的计算中;约束力模块得到的飞行器速度和角速度输入到飞行力学模块,经积分得到位置和姿态信息;而这些速度、位置和姿态信息又反馈到气动力模块中,构成一个回路。碰撞分析模块用来计算仿真终值条件。     

基于刚柔混合建模的柴油机曲轴系动态仿真

在分析PA6V12柴油机曲轴系运动及受力的基础上,利用Pro/E对曲轴系进行了整体造型,同时利用PATRAN对曲轴进行了有限元建模,通过ADAMS/View构建了曲轴系的刚柔多体动态仿真模型.模型主要考虑了柴油机在额定工况下的边界条件.结果分析表明,该模型能够准确的反映曲轴系的运动和受力情况,其结果也为曲轴动态有限元的疲劳寿命计算提供了依据.     

双阀补偿反馈控制在通用施力加载装置中的研究

从理论上分析了通用施力加载装置存在多余力的特点及其对系统控制性能的影响，并通过对多余力产生机理的分析提出了采用双阀补偿反馈控制来抑制多余力的方法，分析与仿真结果表明，双阀补偿反馈控制对克服系统多余力有很好的效果，可以大大提高系统的鲁棒性和跟踪性能，较理想地实现了通用施力加载装置的多余力抑制。     

基于改进PSO-BP算法的冷负荷预测模型

针对PSO-BP(Particle Swarm Optimization-Back Propagation)神经网络预测模型在冰蓄冷空调冷负荷预测中存在输入输出数据关联度低和预测模型存在误差的情况,提出了一种基于JMP数据处理软件、PSO-BP神经网络和马尔可夫链的组合预测方法.利用JMP处理输入数据,剔除耦合度低的样...     

机载导弹大机动弹射发射动力学特性分析

先进战机在大机动条件下需要实现导弹的内埋式弹射发射,战机大机动发射时导弹弹射分离参数偏离理想设计值,威胁导弹与载机的分离安全。采用理论仿真和试验相结合的方法对战机大机动下的导弹发射动力学进行研究。基于有限元法和柔性多体系统拉格朗日动力学方程并考虑发射系统刚柔气液耦合特性,建立了载机大机动条件性下的导弹弹射发射动力学模型,仿真分析了载机大机动时的离心力和科氏力对导弹弹射分离参数的影响。最后,通过发射试验进行了实际验证。仿真及试验结果表明:离心力有利于发射安全性,科氏力对发射安全性具有负面的影响,大机动发射时须考虑科氏力的影响。     

自航发射鱼雷内弹道模型与仿真研究

基于对自航管内非常局限性边界条件下鱼雷受力的分析，建立了自航发射土雷的内弹道模型，采用试验的方法描述螺旋桨推力，根据鱼雷在变截面管内的不同运动阶段，引入控制体的概念对鱼雷附加流体阻力进行实时计算，进行了计算机仿真，通过与试验结果的比对，验证了内弹道数学模型的可信性。     

多因素分离过程蒙特卡罗仿真平台设计

火箭和导弹等运载工具在飞行过程中涉及多种分离,分离过程出现问题会导致整个任务的失败。分离过程中分离体受到多种干扰因素和误差的影响,而靶场试验次数有限,无法得到多因素对分离过程的综合影响。设计了通用型的分离模型,建立包含多种力和干扰的分离载荷库,基于蒙特卡罗随机打靶技术,能够对多种分离过程进行打靶分析,得到多因素干扰的影响情况。对某导弹头罩分离过程进行了蒙特卡罗打靶仿真,得到了在多种偏差因素下分离体的运动范围。     

运架梁起重船吊重摆动分析

以运架梁起重船为对象,对其作业过程中吊重的非线性动力学响应进行研究。基于吊摆系统的几何约束,构建了多点吊摆系统的双摆模型,运用带乘子的拉格朗日方程建立了吊摆系统的非线性动力学模型,对规则波条件下3000吨大型起重船吊重的动力学响应进行了仿真分析。比较了线性及非线性方程下吊重的运动规律以及船舶纵摇角对双摆系统摆角的影响,讨论了变绳长的方法对吊物系统的摆幅进行控制的理论模型。同时,对提出的理论模型仿真结果与Adams刚体动力学模型结果进行了比较分析。     

带有负载均衡的LTE自适应切换算法

用户在宏蜂窝和毫微微蜂窝之间频繁执行不必要的切换将导致系统掉话率增加,用户服务质量和网络吞吐量降低。提出一种带有负载均衡的自适应切换算法,根据网络综合负载水平自适应调节切换滞后余量,结合网络容量、终端所需容量、接收信号强度、业务类型、移动速度等多目标参数进行综合切换判决。结果表明所提切换算法可有效避免不必要切换的发生,降低切换次数并提高网络吞吐量。