旋成体飞艇艇体的MATLAB辅助设计工具箱

在飞艇的研制过程中需要经常改变飞艇的构型参数,采用计算机辅助的参数化设计方法能快速方便地满足研制需要。用MATLAB根据飞艇艇体参数来生成艇体外形图形和数据,所用飞艇艇体参数为艇体长度,艇体长度-最大直径比,最大直径在艇体上的位置,艇体前段和后段的样条曲线。可根据给定的艇体长度,艇体长径比,最大直径在艇体上的位置按给定的艇体前段和后段的样条曲线准确快速生成艇体外形图形和数据,做成MATLAB工具箱形式,用于工程研究,获得了良好的效果。     

基于深度强化学习的无人艇轨迹跟踪算法研究

针对欠驱动水面无人艇(USV)轨迹跟踪控制问题,提出一种基于近端策略优化(PPO)的深度强化学习轨迹跟踪控制算法．为引导控制器网络的正确收敛,构建基于长短时记忆(LSTM)网络层的深度强化学习控制器,设计了相应的状态空间和收益函数．为增强控制器的鲁棒性,生成轨迹任务数据集来模拟复杂的任务环境,以此作为深度强化学习控制器的训练样本输入．仿真结果表明：所提出的算法能有效收敛,具备扰动环境下的精确跟踪控制能力,有较大的实际应用潜力．     

无人艇航迹跟踪控制系统设计与验证

针对复杂湖面环境干扰下的无人艇自主航行控制问题,设计了一种有效的无人艇航迹跟踪控制系统。该系统从航迹跟踪控制算法、数据融合处理、上位机监控三个部分展开设计。在算法设计层面,将航迹跟踪控制问题分为外环和内环两部分,外环部分提出了一种自适应视线(Line of sight,LOS）制导算法,以求解目标航向角作为航向控制器的输入;内环部分设计了无模型自适应PID航向控制器,以实现无人艇稳定的航行。在数据处理层面,采用卡尔曼滤波算法对传感器信息进行融合,实现了对无人艇位置和姿态信息的准确估计。在监控层面,设计了一种可视化上位机软件,实时监测无人艇航行状态,保证航行安全。最后,利用实艇进行湖测实验,验证了该控制系统的有效性,结果表明该系统具备在内湖执行任务的能力以及应对复杂环境干扰的能力。     

速度矢量场二阶滑模无人艇引导律

针对航速和航道未知扰动等因素,提出一种速度矢量场二阶滑模无人水面艇(USV)引导律。首先,建立无人艇运动学和航向角动力学模型;其次构造路径误差(y_e)模型,设计基于航速(V_g)的路径误差矢量场,速度越大,航向角变化越小;再结合二阶滑模面设计一种速度矢量场二阶滑模无人艇引导律,并考虑未知扰动因素Δ分析速度矢量场二阶滑模无人艇引导律的稳定性。仿真结果表明：相比于经典矢量场,速度矢量场有效实现航速V_g越快,航向角变化率越小,矢量场越平缓,提高了USV航行安全性和稳定性;基于速度矢量场二阶滑模无人艇引导律的路径跟踪控制系统鲁棒性更强,路径跟踪准确度更高,能够较好地完成路径跟踪。     

关于滑行艇整艇参数化有限元分析通用程序的研究

采用通用有限元软件进行船舶结构分析,已经取得了很好的效果。但关于滑行艇的结构有限元分析仍存在着很多问题。例如：建模的参数化程度不高、生成的模型不便于修改、重复的工作量大等。鉴于以上情况,作者提出滑行艇有限元分析通用程序的解决方案。该方案的主要原理是先运用ANSYS二次开发语言APDL实现滑行艇结构的参数化有限元建模计算,然后利用可视化编程语言VC＋＋提供的界面接口对各参数和ANSYS进行集成、封装,形成通用的有限元计算分析程序。该程序可以实现对普通尖舭无断级滑行艇完成自动建立模型、自动加载边界条件,自动进行后处理的功能。这样就可以使复杂的问题简单化,节约大量的工作时间,也能进一步进行优化设计。     

断级对三体滑行艇水动力性能影响的数值研究

为了研究三体滑行艇设置断级后的减阻效果,利用数值手段分别模拟了三体滑行艇的双断级方案和无断级方案在容积弗劳德数从3.14到5.83之间的绕流场,并将计算值与试验值进行了对比,验证了该方法的有效性.计算结果表明:槽道通气后其内部空气被吸入艇底形成了断级后空穴;所设置的双断级在减少艇底浸湿面积的同时提升了主艇体滑行面的滑行效率,在计算的速度范围内均有较好的减阻效果;断级对三体滑行艇的影响随着航速的增加而愈来愈明显,在计算的最高航速下,双断级可减少主艇体49.1%的浸湿面积,提升16.1%的主体升力,获得的阻力收益为17%;同时,断级还削弱了槽道内兴波,减少了槽道的浸湿面积.     

某舰首次通道改装中技术问题剖析

某型号军舰某次加改装设备除完成原有的艏门艏跳板操作外，新增了上部液压插销、上部液压钩、下部液压钩和下部液压插销的操作功能。在原艏门液压系统的基础上，增加液压钩和液压插销的液压控制系统l套，更换操作台1套，改造原有液压回路，提供满足液压钩和液压插销动作的液压系统，使艏门能按顺序开关。为了限制艏门与船体之间及两扇门相互之间的运动，新增了支承装置以提高艏门门板承受风浪外载荷的能力。军舰通道改装工程完成后，艏门关闭后的紧固装置由手动改为液压系统控制，操作快捷、安全、可靠。同时确保军舰在大风浪中航行的安全。     

乌克兰危机与新军事革命:无人艇篇

根据俄罗斯国家反恐委员会发布的消息,2023年7月17日凌晨,克里米亚大桥遭两艘乌克兰海军无人艇袭击,四条公路车道中的两条严重受损。此前一天,俄国防部宣布,乌克兰出动七架无人机和两艘无人艇攻击了黑海舰队的主要基地塞瓦斯托波尔港。     

基于干扰观测的欠驱动无人艇自适应航迹跟踪控制算法

研究了欠驱动无人艇在外界干扰条件下的航迹跟踪控制问题,提出了一种基于干扰估计与补偿的航迹跟踪控制算法,实现了风浪流干扰环境下航迹的精确跟踪。算法引入纵向误差作为状态变量对扩张干扰观测器进行设计,实时估计干扰的稳态分量,相比于传统的基于输出反馈干扰估计算法,其灵活性、可控性更高;同时基于纵向跟踪误差的状态估计误差,设计扩张干扰观测器变增益因子,相比于基于常增益观测器的航迹跟踪算法其能够在实现干扰补偿的前提下,有效减小航迹跟踪收敛段的震荡。基于李雅普诺夫稳定性理论证明了级联控制系统与干扰观测系统在平衡点的半全局指数稳定性,通过仿真对比实验及分析证明了所提航迹跟踪算法的有效性和先进性。