摘要：针对单片机原理及接口技术课程教学中存在的“一短二分离三固定”的问题,从课堂教学改革做起,结合专业基础实验室和综合创新实验室,采用ETPP渐进式实践能力培养模式。按照Experiment(基础实验)-Training(综合实验)―Practice(实践训练)―Project(项目实践)的形式,打造完整教学生态链,实现更新的理念、更好的模式、更高的教育质量,培养学生基于单片机技术进行系统设计、综合创新和项目管理等能力。实践表明,ETPP模式能够更好地培养实践能力强、创新能力强、符合社会需求的复合型创新性新工科人才。

摘要：简单描述了自治水下机器人搭载的三功能水下电动机械手的设计,鉴于自治水下机器人-机械手系统运动学冗余、内部可能干涉以及载体圆筒式外形等特点,将惩罚调节因子引入系统运动学伪逆矩阵,保证了关节在允许范围内运动,避免载体大幅度姿态变化及载体与机械手之间的干涉,同时采用梯度投影法优化海流作用下的系统推力。仿真表明,该算法在解决系统冗余度的同时,有效地协调多任务下的系统动作。

摘要：以7000m载人潜水器为研究对象,分析了潜水器的推进系统,并给出了6自由度推力转换模型,重点讨论了载人潜水器控制分配的优化问题.结合7000m载人潜水器的推进器布置和推进器特点,设计了优化准则代价函数,采用序列二次规划(sequential quadratic programm ing,SQP)算法求解了载人潜水器的非线性控制分配问题,通过半物理仿真平台实验验证了本文提出的控制分配算法的正确性和有效性.

摘要：以波浪驱动无人水面机器人(WUSV)的运动效率为研究对象,首先分析了该机器人的驱动原理,并推导了驱动力的计算公式.然后,结合波浪理论从能量转化角度建立了运动效率分析模型.最后通过波浪驱动无人水面机器人实验平台,分析和计算了波高、波浪周期和翼板旋角对运动效率的影响,这为WUSV的动力学建模和效率优化分析提供理论基础和设计依据.

摘要：水下滑翔机器人是一种新型水下机器人,具有噪声低、航行距离远、续航时间长、成本低等特点。分析了水下滑翔机器人的驱动机理和运动实现,给出了水下滑翔机器人典型运动的仿真结果,并以正在设计的一水下滑翔机试验样机为研究对象,描述了样机的整体结构布局,详细研究了浮力调节机构、俯仰调节机构和横滚调节机构的实现方法,并就样机中各执行机构的设计实现进行了论述。

摘要：水下机器人作为可控性能良好的移动观测平台,为实现中小尺度海洋动态过程高分辨率精细观测与动态特征跟踪观测提供了必要的平台条件.本文首先介绍了一种多水下机器人海洋特征跟踪模型,然后基于此模型将队形控制策略与海洋特征场的估计相结合,基于扩展EKF方法建立了海洋特征实时估计模型,对海洋特征量进行实时估计.其次,利用海洋特征估计数据,设计了多水下机器人队形中心跟踪海洋特征等值线的策略及其控制率,并基于主从编队的队形控制模式提出了多个从机器人的队形形成和旋转策略,以应对变化的海洋特征场.最后,建立了近实时的多水下机器人海洋特征场跟踪观测的仿真平台,并通过使用真实海洋数据进行仿真实验验证了这种跟踪策略的有效性和可行性.

摘要：对基于DVL和FOG的导航方法进行研究,设计了导航方法的无缆水下机器人导航系统,分析导航系统的主要误差源,采用扩展Kalman滤波算法辨识传感器的安装偏差,通过湖试数据验证了该算法的稳定性和正确性。

摘要：以新概念小型自治遥控水下机器人SARV及其光纤微缆系统为研究对象,在对光纤微缆进行受力分析的基础上,采用集中质量法建立了光纤微缆的动力学模型。结合作业中SARV载体的实际运动,利用直接计算法分析了不同运动状态下光纤微缆对SARV载体产生的附加力和附加力矩及其对SARV载体操纵性的影响,并提出了合理的操纵建议。为SARV载体端设计光纤微缆释放装置张力控制提供了一定的理论依据,在一定程度上有助于完善SARV控制系统,提高SARV航行的稳定性。

摘要：水下机器人-机械手系统(UVMS)在对水下目标进行自主或半自主作业时,首要及关键的一步是进行目标识别。由于水下环境的特殊性,水下视距很小,光学成像具有噪声大、对比度差等特点;上述因素使得基于局部特征的目标识别对尺度、旋转、光线等变化的敏感度大大增加。借助立体视觉及航向传感器信息,利用水下三维目标的变尺度形态图方法可靠地实现了水下目标识别,并通过实验对该方法进行了验证。

摘要：描述了一水下机器人——机械手系统研究平台的搭建,详细介绍了三功能水下电动机械手的设计与实验,给出了载体分系统的设计结果,利用Matlab工具箱和M函数构建了系统仿真模型,可以有效地对系统规划和控制算法进行验证(包括分别对载体分系统和机械手分系统的控制),可为进一步的现场试验提供指导和方法验证。