变化海流环境下AUV能量最优三维路径规划

为获取变化海流环境下自主水下航行器(autonomous underwater vehicle, AUV)的能量最优路径, 基于最优控制理论提出一种用于AUV的三维能量最优路径规划算法。首先, 为了有效抑制海流对路径规划的影响, 将海流向量加入到AUV运动学模型中。其次, 在已知俯仰角及AUV位置的情况下, 利用庞特里亚金极小值原理, 获得能量最优控制律。最后, 利用线性定常系统的状态空间理论, 计算得到初始艏向角、航速以及能量消耗。在仿真环节, 通过与负反馈控制策略相比较, 说明所提算法能够规划出三维能量最优路径, 而且可以有效降低AUV的能量消耗。     

基于背景插值的空空导弹攻击区在线模拟方法

针对空战态势迅速变化对空空导弹攻击区模拟实时性的需求,提出基于背景插值的攻击区在线模拟方法。首先预测下一采样时刻态势,并针对预测态势模拟解算攻击区信息;当下一采样时刻到来时,利用攻击区预测值和先前两次攻击区模拟信息及相应的态势记录插值估计攻击区真实值。背景插值方法将攻击区模拟解算放到先前计算周期中,实时性高。理论分析证明了背景插值误差随着采样时间的减小收敛于零。仿真结果表明,背景插值模拟方法的误差与传统攻击区模拟方法相当,而前者平均可在7.16×10^-6s内给出结果,后者平均计算耗时为0.290 s。     

流式在线直播视频的采集

针对由于流媒体协议的扩展性而带来的无法实时获取流媒体数据的问题,本文在深入分析流媒体传输原理的基础上,采用基于多核的包捕获技术,解决了流式在线直播视频数据的采集问题,为局域网内流式在线直播视频的实时接收和本地保存奠定了坚实的基础。     

基于因子图的协同定位与误差估计算法

针对多自主水下航行器协同定位系统中从艇的数据融合问题,首先建立了协同定位系统的数学模型,然后分析了速度误差及航向误差对从艇定位误差的影响,同时设计了协同定位及误差估计的因子图模型。接着,提出了基于高斯噪声的协同定位及误差估计算法,利用均值和方差在因子图各节点间传递完成对从艇位置、速度误差和航向误差的估计。为了验证算法的有效性,通过仿真实验和实船试验的离线数据对协同定位及误差估计算法进行验证。结果表明,所提算法可以有效降低从艇的定位误差,在从艇自主定位时尤其明显,大幅提高了从艇的导航定位能力。     

基于特征匹配与假设检验的仿真信号确认方法

为降低仿真信号的应用风险,在使用之前需要再次确认仿真信号。根据装备试验特殊的约束与要求,讨论了仿真信号的特征匹配问题。采用参数假设检验的方法确认仿真信号的特征匹配水平,提出了一种基于特征匹配与假设检验的仿真信号确认方法,并就方法应用相关的细节问题进行了深入探讨。在目标回波仿真中的应用表明,该方法在真实信号实测样本不充分的情况下仍能适用,可为确认仿真信号提供决策支持。     

不锈钢水下激光焊接焊缝成形与力学性能

摘要： 采用水下局部干法激光焊接技术对1 mm厚SUS304不锈钢进行了焊接试验,重点分析了水深及保护气体流量对焊缝成形与力学性能的影响.实验结果表明：通过适当的水深与保护气体流量匹配,可以获得成形良好、剪切拉伸强度与母材相当的焊缝.在水深一定时,随着气体流量的增加,焊缝熔宽变宽,熔深变浅,深宽比减小.在气体流量一定时,随着水深的增加,焊缝熔深和熔宽也表现出类似的变化规律.与普通激光焊接相比,水下激光焊接改变了焊缝的散热方向以及散热速度,因此同一焊接工艺参数下,水下激光焊接的熔深变浅,熔宽变宽.
关键词： 水下焊接; 激光焊; 奥氏体不锈钢; 焊缝成形; 力学性能
中图分类号： TG 456.7文献标志码： A     

基于Tesseral2D的水下砂体地震正演计算

基于水下砂层与围岩的波阻抗差异,应用地震波数值模拟软件Tesseral2D建立含有水、粉细砂、砾砂和砾岩的起伏地层模型,在不同的道间距、最小偏移距、子波频率以及不同岩体波速条件下分别对该模型进行正演计算。一般情况下,在震源频率为400 Hz、最小偏移距为5 m、道间距为1 m或2 m时,地震波响应明显、同相轴清晰、干扰波较少,水下地层界面反映良好。进一步结合南京长江第二大桥桥址区的地质资料,建立含有水、淤泥质粉质黏土、粉细砂、砾砂、砂砾卵石和砾岩的水下砂层模型,应用Tesseral2D软件对该模型进行正演研究。结果表明,在震源频率为400 Hz、道间距为2 m以及最小偏移距为5 m时,地震响应能很好地反映水下各岩层界面,特别是能较明显地圈定水下砂层的厚度和分布范围,为实际水下砂体的地震勘探提供理论依据。     

风力发电机组最佳功率追踪自适应模糊PID控制

针对变速恒频风力发电系统,以额定风速以下风能的最大利用率为目标,设计了基于自适应模糊PID控制的风能最佳利用追踪控制器.该控制器对叶尖速比进行控制,运行时根据实际输出的叶尖速比与其最优值间的误差及误差变化率在线实时调整PID参数,实现自整定,达到风能利用系数最佳的功率追踪目标.通过仿真对几种控制方法进行对比分析,结果表明,自适应模糊PID控制能够将风能利用系数和叶尖速比均控制在最优值附近,系统的稳态性能和动态性能都较好,控制效果优于PID控制和模糊控制.     

锰铜压力传感器在水下爆炸近场压力测量中的应用

为得到柱状炸药水中爆炸冲击波在几百MPa到几个GPa峰压范围内的压力峰值分布,同时弥补其它类型传感器在上述范围内量程不足、精度不够或实验成本过高的不足,在对比距离小于0.3的范围内利用大阻值(R=50 Ω)锰铜压力传感器,测量了不同距离及装药量下的冲击波峰值压力. 结果表明,该型锰铜压力传感器测得的峰值压力与经验公式的计算结果接近,且测量精度、抗干扰能力达到设计要求,能够运用于水下爆炸近场冲击波压力几百MPa到几个GPa范围内的测量.     

水下爆炸船体结构壁压信号时频特征分析

为了研究水下爆炸条件下船体结构壁压信号时频特征,基于某船体结构模型水下爆炸实验壁压数据,利用小波变换良好的时频局部化性质,对壁压信号进行时频特征分析,得到壁压信号在不同频带上的压力时程曲线和能量分布.结果表明,利用小波变换可以方便地获得壁压信号强度、频率和持续时间等时频细节信息.能量统计表明,壁压信号频带分布很广,超过80%的能量主要集中在20kHz以下,5kHz以下频带能量最大.