摘要：由于极区特殊的地理、电磁条件,惯性导航因其自主性和信息完备性使之成为极区导航的首选。然而在考虑全球执行能力时,现有常用的任何一种力学编排方案都不能单独的实现全球导航。通常采用组合编排的方式,这样则不利于惯导算法的全球统一。基于此提出了基于伪地球坐标系的全球导航算法。该方案在全球导航时可以实现惯导算法的内在统一,并可保证物理平台的平稳切换,从而实现平台惯导与捷联惯导系统编排方案的统一。另外,该方案也更方便同其它局部惯导系统进行交互通信,仅不同的参数转换单元是必需的。同时,简单的切换逻辑也可以减小程序设计的复杂度和降低计算机负担。最后通过仿真证明了该算法的可行性。

摘要：针对作业型遥控水下机器人(ROV)在轨迹跟踪过程中存在模型非线性、强耦合、模型参数不确定和外界干扰不确定等问题,提出一种基于非线性干扰观测器(NDO)的滤波自适应反步控制策略。使用NDO观测模型的不确定性和外界干扰,通过指令滤波器避免了直接对虚拟控制量解析求导的过程,利用自适应律补偿观测器观测残量。通过Lyapunov稳定性理论证明了跟踪误差系统的渐进稳定。仿真实验表明,设计的控制器能够实现精确的轨迹跟踪,具有较好的鲁棒特性。

摘要：针对未知外界干扰存在的情况,提出一种基于非线性干扰观测器(NDO)的自适应反演控制,用于改善欠驱动自治水下机器人(AUV)深度跟踪控制性能。首先对欠驱动自治水下机器人的垂直面模型进行有条件的简化,得到新的运动学及动力学方程,建立简化后模型的状态方程;其次根据系统状态方程构建非线性观测器,设计自适应反演控制器,输出控制量根据李雅普诺夫稳定原理推导得出,确保包含非线性干扰观测器及自适应反演控制器在内的控制系统的一致渐进稳定性。研究结果表明:所设计的非线性干扰观测器以及自适应反演控制器可以实现欠驱动自治水下机器人在存在外界未知干扰情况下深度轨迹跟踪,具有较强的鲁棒性。

摘要：针对ROV的深度控制问题,提出基于非线性干扰观测器的自适应终端滑模控制方法.详细叙述了控制器的设计过程,并利用Lyapunov稳定性判据,验证了存在模型参数不确定性和外干扰时,系统的全局渐近稳定性和跟踪误差的收敛性.仿真实验表明,所提出的控制器不仅能够很好地估计并克服外干扰和模型不确定性等因素,具有很好的鲁棒性能,而且还可以实现在任意规定时刻变深运动的快速收敛.

摘要：针对DHGL-11型光纤捷联系统的机械编排结构进行了误差模型分析、模型建立、标定试验设计、模型精度验证等,最终获得符合系统精度的系统误差模型。根据惯性器件的原理、系统精度指标和辅助设备性能等因素确定了系统的误差模型。根据误差模型,以光纤陀螺指天正、反转方案设计了速率试验;根据石英挠性加速度计的误差模型,设计了指北二十四位置的标定编排结构;并设计了零位修正试验修正了误差模型中的零位误差。最后,设计了5 min静基座对准试验、10 min模仿船舶摇摆的动基座对准试验和4 h的模拟船舶摇摆环境的导航试验,对误差模型的标定精度进行了验证。实践证明,该标定方案可以满足DHGL-11型光纤捷联系统精度要求。

摘要：根据水下作业型机器人(remotely operated vehicle,ROV)作业任务需要,研制了自动定深控制系统及其控制方法。设计的ROV定深控制系统主要由深度传感器及检测系统、推进器控制分配器、姿态检测系统和中心处理器组成。建立了水下作业型ROV的运动学数学模型,并进行了单自由度解耦。根据ROV控制系统特点设计了模糊比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制方法。通过仿真实验和实际试验验证,所研制的控制系统性能可靠,可实现ROV的深度自动控制。

摘要：火成岩研究的不断深入和测试技术的迅猛发展导致大量火成岩科学数据的海量积累,但是这些数据由于太分散而没有得到充分综合的利用,为此,设计开发了一个简单实用的火成岩科学数据管理系统(CRDB)。从地质科学数据的特点出发,以满足研究者对大量数据的综合管理和深入研究的需求为目标,设计了系统的数据结构。该系统实现了数据的录入、建库、查询、空间可视化、数据分析、数据和图形输出等功能,其中最突出的是二维、假三维等值线图的生成。该系统可单机使用,也可在Internet或局域网上运行,方便研究者,特别是研究团队对收集的数据或者自己手上掌握的数据进行管理、共享、分析和深入研究,具有很强的实用价值。详细介绍了中国火成岩数据库管理系统的数据结构、主要功能和特点。

摘要：对于自主水下机器人(AUV)纵倾角跟踪问题,提出一种基于动态面滑模思想的自适应控制方法。首先对自治水下机器人纵倾角运动模型进行简化,其次针对不确定外干扰的情况,设计了自适应规律,对外干扰进行估计,在此基础之上设计了动态面滑模自适应控制器,并通过李雅普诺夫稳定性理论证明了系统的稳定性,最后通过给定参数的仿真实验结果可知,所设计的控制器在系统受到不确定外干扰时,表现出良好的鲁棒性。

摘要：为了解决自主式水下机器人智能控制问题,设计了一种微小型自主式水下机器人。介绍了微小型自主式水下机器人的系统结构和关键部分系统,然后针对运动控制系统耦合问题,采用3个分控制系统方式实现水下机器人运动控制,最后进行了自主式水下机器人运动控制的试验研究。试验结果表明:研制微小型自主式水下机器人及其控制系统能够完成自主运动任务,实现自主化,为同类型的水下机器人提供参考。

摘要：针对水下机器人(ROV)在深海高噪声干扰环境中工作的特点,设计了一套基于VxWorks实时操作系统的ROV整体通信系统,实现了水下核心控制器对水下分系统快速高效的信息采集和数据分配,水下系统和水面控制器稳定实时的数据交换;硬件方面设计了以CAN总线为基础的水下通信系统,通过FPGA实现了CAN总线和PC104总线之间的时序逻辑转换,软件方面设计了基于TCP/IP协议栈的水面操控台和ROV之间的网络通信方式和水下各系统之间的CAN总线通信方式,着重介绍了基于缓冲队列的网络通信编程;通信系统数据测试实验表明:CAN总线通信和网络通信均具有良好的实时性和可靠性,满足最初的设计需求,而且采用模块化设计,便于维护和移植。