舰艇编队保障系统的备件短缺风险研究

针对舰艇编队存在备件短缺风险的问题,提出舰艇编队保障系统的概念,给出舰艇编队使用可用度的计算方法,讨论三者之间的关系并建立数学模型。考虑实际中,执行复杂任务的舰艇编队其部件具有不同的寿命分布,替换时间差别大,不少备件维修后能够继续使用以及备件可修次数受限的情况,建立多可修备件的短缺风险计算模型及其与舰艇编队使用可用度的关系模型。最后通过实例对模型进行仿真,对降低备件短缺风险,提高舰船装备使用可用度有一定的参考价值。     

一种多功能水面机器人

本文介绍一种多功能水面机器人,可用于替代人工进行港口、航道、海滨、滩涂等水域的环境监测、水文信息采集和水上搜救等作业。通过采用双体高速艇型结构,在增大机器人稳性,提高抗风浪能力的同时,减小了吃水深度,降低了航行阻力,节省了机器人携带的能源,增加了续航能力;通过采用基于IP的无线局域网通讯,提高了数据传输的可靠性,增大了有效通讯半径;通过采用模块化的密封舱结构和通用数据通信接口,便于搭载不同仪器设备,实现需要的功能;实际水面试验表明,这种机器人在江、河、湖、海的危险水域具有广阔的应用前景。     

环境保护“工程师”--海獭

在美国加利福尼亚蒙特雷海岸的半岛上,旅游者们聚精会神地凝视着海面。这里的水下是由海草、水藻组成的密集的植物王国。许多珍珠般的水泡纷纷冒出水面。突然间,一名游客指着水面叫喊着：“快看那边!”原来是逗人喜爱的大眼睛、络腮胡的海獭探出水面,用嘴巴叨住一大条紫色的海胆。它熟练地把海胆的满身刺壳咬碎、剥开,并把海胆的肉吞进肚中,发出得意的呜叫声。海獭一会儿在水面打旋,一会儿又潜入水下。显得格外兴奋。     

具有通信时延下多无人机编队控制

 针对具有二阶动力学特性多无人机系统模型,在具有通信时延及编队构型时变的情况下,本文提出了一种基于一致性理论的编队控制算法。首先将多个无人机的时变编队控制问题转换成闭环系统的渐近稳定问题;然后通过构造Lyapunov-Krasovskii 函数,并以线性矩阵不等式（linear matrix inequality）的形式给出多无人机编队系统时变编队稳定的充分条件;最后以被视为质点的多无人机系统为例进行了仿真验证。结果表明：当通信时延、控制协议参数等满足稳定条件时,文中提出的编队控制算法能使多无人机编队系统形成期望的时变编队队形。     

基于多Agent仿真的编队协同反潜作战效能分析方法研究

编队协同反潜作战是一个复杂系统,能不能形成清晰的反潜效能分析思路,建立合适的反潜效能指标体系,并进一步确定合理的效能分析方法,成为编队协同反潜作战效能分析最为关键的环节。在给出编队协同反潜作战领域Agent定义及单个反潜兵力Agent形式化描述的基础上,提出了基于多Agent系统仿真(MASBS)的复杂系统效能分析法(MASBS-CSEA),给出了其定义,提取了三种作战任务模式下的效能分析指标,并基于HLA技术构建了MASBS仿真的联邦体系结构。     

基于EKF残差向量的编队卫星测量器件故障诊断

针对同时采用两个测量装置,即无线电和GPS的编队卫星可能发生的测量器件硬故障情况,提出了两种基于解析余度的状态估计故障诊断方法。即首先分别采用无线电测量和GPS测量得到的测量数据作为观测量并联合编队卫星的相对状态进行广义卡尔曼滤波,然后得到残差序列,基于该残差序列设计出了残差加权平方和检验法和残差χ2检验法,最后通过仿真实例对所给出检验方法进行了比较。     

基于滑模反演的欠驱动水面无人艇航向控制

欠驱动无人艇作为一种水上重要的工作平台,其应用范围非常广泛。针对一种欠驱动水面无人艇的运动控制进行研究,首先分别建立其运动学和考虑了风浪干扰的动力学模型,得出了非线性状态空间模型;然后采用基于指数滑模面的滑模和反演相结合的控制算法设计其航向控制器;最后通过仿真和实物实验验证了设计的动力学方程和控制算法的有效性。     

基于专用道与编队策略的货车队列最短配送距离研究

货车编队运输作为共同配送的一种新形式,可以有效地减少能耗,达到降低运营成本的目的。根据车辆实际运行情况,多个配送车辆有不同的出发点和相同的目的地,需要在路段上完成编队过程。以VISSIM作为仿真工具,结合C#编程与COM服务,构建了货车专用道与编队策略实施实验平台,提出了货车队列能耗与最小配送距离计算方法。通过不同车辆数的编队试验发现,最小配送距离随编队车辆数的增加而增加;但当车辆数小于4时,最小配送距离基本相同。     

基于仿生鱼群优化方法的机器人队形控制

本文利用人工鱼群优化（AFSO）方法研究了多机器人的队形控制问题。机器人编队可视为寻迹问题,而编队寻迹是不断减小机器人与其期望编队位置之间的平移和角度误差的优化过程。每一个机器人的控制指令可看做是人工鱼群,通过一系列的控制实现期望队形。队形控制策略中包含机器人间的冲突规避行为。本文利用Matlab中的多机器人仿真器MRsim工具进行了仿真,结果表明本文提出的方法具有很高的有效性和效率,适用于各种形式的队形,可以被广泛应用在没有精确系统模型的无线传感器网络中。