摘要：本文针对海底地形测绘时自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)的变深控制问题,提出具有PID增益调节的AUV深度控制方法,基于反馈增益的反步法设计控制器,避免了采用传统反步法导致控制器中存在虚拟控制量的高阶导数问题;基于李雅普诺夫稳定性理论设计控制器参数消除了部分非线性项,得到的控制器的线性部分为状态变量的线性组合,具有PID控制器参数调节的形式;针对存在建模不精确、外界干扰和测量噪声时的闭环系统鲁棒性进行分析,保证了误差系统在扰动作用时的一致最终有界性.最后通过仿真实验验证了本文设计的控制器的有效性.

摘要：为了提高多翼自治水下机器人姿态自主控制的稳定性和控制性能,设计了基于多翼水下机器人全参数控制模型的姿态控制系统.首先对多翼自治水下机器人进行运动学和动力学分析,建立多翼自治水下机器人的全参数运动控制模型;在此基础上建立多翼自治水下机器人整体控制系统,设计基于线性二次型最优控制的多翼自治水下机器人姿态控制器;最后进行多翼自治水下机器人姿态控制仿真实验.结果表明:在给定的外界干扰下,多翼自治水下机器人能够快速稳定跟踪目标姿态,所建立的控制器以及控制模型能够满足多翼水下机器人姿态的自主控制需要,达到设计目标.

摘要：提出了一种盲分离联合时频谱分析的多分量线性调频信号检测方法,该方法采用先时域分离后时频分析的思想,有效抑制了传统的基于WVD类方法检测多分量线性调频信号时受交叉项困扰的问题,并且有效抑制了强噪声干扰源对传统的时频分析检测方法的影响.仿真结果表明,提出的方法与传统时频分析方法相比,对多分量线性调频信号的分离及特征提取效果更好.

摘要：探讨快速溶剂萃取法提取刺五加叶中黄酮类成分的可行性,并比较该方法与超声提取法的优越性。以刺五加叶重芦丁、金丝桃苷的含量为指标,采用毛细管电泳法检测,用正交设计法优化提取温度、提取压力、提取时间、循环次数等影响因素,结果表明,快速溶剂萃取法提取刺五加叶中黄酮类成分的最佳工艺是:提取温度100℃,提取压力100 Pa,提取时间5 min,循环4次。同超声提取法相比,快速溶剂萃取法具有提取率高,溶剂用量少,无噪声污染,重现性好等优点。

摘要：针对探空仪湿度传感器在高空低温、高湿恶劣环境下容易结露,湿度波动大、电路板分布电容对测量结果有影响等问题,研究了具有蛇形加热器的平板夹心电容式湿度传感器及其工艺制备方法,并设计了测量电路。采用微机电系统(MEMS)加工工艺设计了加热式湿度传感器,通过对传感器进行有限元分析,确定了传感器表面加热区域温度分布情况,得出了环境温度、加热功率与加热温度三者之间的函数关系。提出一种基于电容充放电及比较法的湿度测量电路,从而有效地抑制了温度漂移和零点漂移,减小了寄生电容对测量结果的影响。地面实验结果显示:湿度传感器灵敏度约为2.3%RH·pF-1,迟滞约为0.7%F·S,重复性约为1.9%,测量总不确定度约为4%,时间常数约为0.5s。本文研究的湿度传感器及其测量电路具有很好的温度稳定性,能够在低温环境下正常工作。

摘要：扇形腔多油垫静压推力轴承润滑性能受速度的显著影响,设计不当会引起润滑油膜破裂和干摩擦,严重时导致静压支承摩擦失效。针对此问题,运用流体动力学和润滑理论对油腔压力、油腔流量、油膜厚度等参数的速度特性进行数值分析,得到了速度对扇形腔多油垫静压推力轴承润滑参数的影响规律,避免静压支承摩擦失效的发生。研究结果表明:随着旋转工作台转速升高,惯性带油和离心力作用而甩出的润滑油油量增大,流出油腔的油流量增多,引起油腔压力下降,致使油膜厚度变薄,出现油膜破裂和干摩擦,导致静压支承摩擦失效。该研究为静压推力轴承的设计、润滑和实验提供基础数据,实现对静压推力轴承润滑性能速度特性的预测,达到减少经济损失的目的。

摘要：针对过程噪声为非理想高斯分布时无人水下航行器(UUV)自主导航定位存在噪声模型失配的问题,将高斯混合密度模型与容积卡尔曼滤波(CKF)相结合,设计了基于高斯混合容积卡尔曼滤波(GM-CKF)的UUV导航定位算法。建立了UUV运动模型及观测模型,利用CKF完成各高斯分量的预测更新,并将更新结果进行融合缩减与加权求和,从而实现UUV自主导航定位。通过与EKF、UKF和CKF算法仿真对比实验,验证了GM-CKF可以提高估计精度;通过UUV湖试试验,验证了基于GM-CKF的UUV自主导航定位精度和稳定性优于传统算法,其计算时间满足实时导航定位的要求。

摘要：为了研究风力机平台的运动特性,利用风压模型模拟风力机气动载荷,基于势流理论和莫里森方程计算平台水动力,采用准静态悬链线理论模拟系泊系统,利用海洋工程工具SESAM软件建立了完整高效的风力机系统数值模型.针对自主设计的半潜式海上浮式风力机基础进行了水动力分析,数值分析结果与实验值符合较好.通过系统运动响应的统计数据和响应频谱研究了风力机气动载荷对风力机平台运动特性的影响.研究结果表明:该系统数值模型时效性较好,可真实反映浮式风力机平台的运动特性,风力机载荷在大幅增加平台的纵摇和纵荡响应的同时会对纵荡和系泊载荷频谱产生最直接的主导性影响.

摘要：为了提高传感器的多路复用能力,基于低相干光纤传感技术,采用非平衡的Mach-Zenhnder干涉仪的结构,设计了2种新型光纤白光干涉多路复用网络,并针对结构提出了耦合器参数优化公式.通过仿真对2种网络结构的复用能力进行分析,最后进行了实验验证.仿真结果表明,2种网络拓扑结构能够复用更多的光纤传感器,提高了结构的多路复用能力,带载能力更强,并且优化方法的使用提高了结构的复用能力.实验结果与仿真结果一致.

摘要：基于433 MHz的无线自组网监测系统,设计了恒电位电解式氯气传感器的信号调理电路、信号采集和处理电路、电源管理模块、人机交互界面,搭建了基于星状拓扑的通信平台。解决了无线模块中电池欠电状态对监测带来盲点的问题,完成了环境中氯气含量的实时监测系统软硬件设计。该系统运行稳定,易于扩展,具有广阔的应用前景。