摘要：针对自治水下机器人(AUV)编队协调控制问题,研究了基于传感探测系统的主从式编队协调控制方法.该方法能够避免AUV编队之间依靠水声通信而造成的通信延迟和数据丢失的问题,提高编队控制的可靠性以及生存能力.首先根据领航者位置信息和期望的编队队形得到跟随者的参考路径,跟随者可以实时测得领航者的距离和航向信息并与参考路径相对比.其次为了使跟随者轨迹在短时间内收敛于参考路径从而得到期望的队形,利用Lyapunov函数设计了反演控制器.最后对设计进行了编队控制的仿真.结果表明,AUV编队队形保持良好,所采用的方法具有很好的可行性.

摘要：设计了一套基于嵌入式系统PC/104和ARM微处理器的无人帆船控制系统,该系统可实时采集无人帆船运动控制所需多路传感器信号,经处理后生成运动控制序列指令,由ARM产生PWM信号或者高低电平信号,驱动执行器动作,完成无人帆船运动的精确控制。采用PC/104作为中央处理器,可有效节省布置空间,保证较高的可靠性和实时性,优于当前普遍使用的无人帆船控制系统。采用5 GHz无线路由器构建局域网,覆盖范围广,信道纯净,干扰较少。结果表明,该控制系统能够达到良好的运动控制效果。且该套系统具备高度可移植性和扩展性,可作为无人帆船控制实验平台的参考,也可实用化为海上超长航程复合任务平台。

摘要：以悬停式AUV"MM-01"为试验平台,设计一种基于行为的控制体系结构。将AUV的行为划分为漫游、巡航和避障三个基本行为,并将模糊控制引入避障行为中,通过基于优先级的仲裁方式实现三种行为的有序协调,完成预定任务。同时,针对AUV的悬停需求,提出了增加内环速度反馈实现AUV稳定悬停的控制方法,定义一种新的高层自治控制系统与底层运动控制系统的接口。最后,通过建立整个系统的Simulink仿真模型,验证了该控制策略的有效性。

摘要：自航模试验是研究船舶性能的有效手段。针对新概念穿梭艇,设计一种自航模操控系统。该系统包括岸上操控系统和船载自航控制系统2部分,利用无线局域网完成岸上操控系统与船载自航控制系统之间的通信;执行机构配备传感器获取反馈数据,驱动器采用成熟的可编程元件;使用Python语言编写下位机和上位机软件。将系统成功应用于新概念穿梭艇的自航模试验中,试验表明所设计的自航模操控系统可以减小开发工作量,操作方便,可扩展性和可移植性强,能够反映新概念穿梭艇的操纵性能。最后经与船模拖曳水池试验结果进行对比,证明所设计系统应用于自航模试验时能够有效获取可靠数据。

摘要：[目的]为了将高速与高耐波性能相结合,上海交通大学开发了高速穿梭艇系列复合船型,目前已发展出单体、双体和三体船型。[方法]介绍高速穿梭艇系列船型的新进展和船型设计特点,并通过数值水池实验对高速穿梭艇系列船型在静水中的直航性能进行研究。数值水池通过求解URANS方程和采用重叠网格技术来预报船体受力和运动。[结果]数值水池实验结果表明,高速穿梭艇系列船型具有优良的快速性和航行姿态,船体兴波和飞溅随船型的不同而有所差异。[结论]展示了多种创新的船舶设计方案,可为研究人员提供定量和定性的参考。

摘要：为实现无人艇在海上追踪、搜救、巡逻、反潜等任务中的超长续航,避免因油料限制而被迫任务中断,设计一套以风能和太阳能为动力的无人艇系统,利用风帆为无人艇推进,利用太阳能为船上电控设备提供电能。该系统由无人艇和岸基监控平台组成,无人艇可通过开发出的数据采集模块和算法模块实时采集环境数据,计算、生成并下达控制指令,在风区内超长续航自主航行,实现全风向利用;岸基监控平台可实时监控无人艇状态,并进行自主/遥控模式切换。对系统进行测试的结果表明通讯连接试验的可靠性高;无人艇航行试验验证了全风向自主航行的可行性,运行轨迹与仿真结果基本重合;太阳能供电分析理论上验证了风区超长续航的可实现性。

摘要：穿浪船属高性能船舶。由于其特殊和针对性的船型设计,穿浪船在波浪中普遍具有优良的快速性和耐波性。近年来,穿浪船引起了广泛关注并在实际工程中得到推广。比较系统地介绍单体、双体和三体穿浪船船型的现状,从快速性、耐波性及安全性等方面概述穿浪船船体性能研究的进展,评述穿浪船船体性能的预报方法,提出了若干与穿浪船有关的潜在研究方向。

摘要：根据IEC61400-3设定工况,采用NREL开发的5 MW风机基础模型,应用FAST,以Aero-Hydro-Servo-Elastic耦合仿真技术对风机进行研究。对时域仿真得到的短期载荷,应用分块极大值法联合Gumbel分布外推计算风机极限载荷;以雨流计数法、线性累积损伤理论和S-N曲线为理论基础应用MLife软件,计算风机疲劳载荷。对比分析不同工况下浮式风机、近海单桩风机和陆上风机的极限载荷与疲劳载荷,进而探讨影响浮式风机动态响应的因素。结果表明,对于陆上风机和近海单桩风机,风是其主要载荷来源;而波浪是浮式风机主要载荷来源。对风机进行设计要根据特定海域统计的海洋气候条件,避免风机及其支撑结构的固有频率与波浪频率近似而产生共振;风机制造装配在一定误差范围内,质量不平衡对风机载荷几乎没有影响。

摘要：快艇在高速航行时会产生剧烈的艏部兴波和干舷淹湿问题,通常需要采用适当的压浪措施来控制这些不利因素。为进一步研究干舷压浪技术在高速艇上的应用效果并与船艏压浪技术进行对比,基于某一细长高速穿浪船,对比这2种压浪技术对船体兴波、淹湿、运动、稳性和高速下横倾回复力矩的影响。船体淹湿、阻力和船体运动通过求解URANS方程和使用动网格技术获得,高速下的横倾回复力矩也通过求解URANS方程获得。计算结果表明,2种压浪技术均能有效控制船体淹湿,但干舷压浪设计能在船长范围内控制船体淹湿并具有更好的初稳性,在高速下也有更大的横倾回复力矩。自航模试验也验证了压浪干舷的可行性和良好性能。

摘要：以单桩式海上风力机为例,着重研究了模拟桩土相互作用的三种简化模型:分布弹簧模型、底端刚性固定模型以及耦合弹簧模型。基于API规范以及静力学与动力学相似分析其等效基本原理,推导了模型中各参数间的关系。并以NREL-5 MW风机设计了海上风力机的单桩基础,以此建立三种基础简化模型。计算了各简化模型下整个风力机结构的前两阶固有频率,结果表明:各基础简化模型下风力机动力特性相似,可用于模拟真实结构进行动力响应分析。最后,总结了基础简化模型各自的特点和应用,以及建立模型时需注意的问题。