摘要：新型海洋机器人能够有效捕获能量,减少能源消耗,提高续航能力。论文基于A3C算法,提出一种考虑能量捕获的海洋机器人节能局部路径规划算法。根据“驭浪者”号的能源系统和运动特性,考虑海流和海风对海洋机器人的影响,建立能耗模型,结合A3C算法设计趋近目标奖励函数和避障奖励函数,得到距离最优的局部路径规划(DOA3C)算法;考虑新型海洋机器人对风能和太阳能的捕获,建立能量捕获模型。依据能耗模型和能量捕获模型,设计节能奖励函数,采用A3C算法得到能源最优的局部路径规划(EOA3C)算法。通过仿真试验,对比DOA3C和EOA3C算法在相同海洋环境下的能耗情况,验证算法的可行性和有效性。

摘要：为了有效地利用在线监测到的海流和风数据,减少能源消耗以提高自然能驱动无人艇的续航力,以“驭浪者”号自然能驱动无人艇为研究对象,提出一种基于在线海流数据的能源最优路径规划方法。通过“驭浪者”号实船试验得到的最小回转半径对粒子群算法进行改进,设计距离最优的路径规划算法。考虑到海流和风对“驭浪者”号能源消耗的影响,建立海流和风影响下能源消耗模型;在静态海流环境中,以能源最优为目标对粒子群算法进行改进,探索能源最优的路径规划算法。根据“驭浪者”号在线监测到的海流和风信息,得到随时间-空间变化的动态海流数据,对能源最优的路径规划算法进行优化,提出基于在线监测海流数据的能源最优路径规划算法。通过仿真试验,对比距离最优的路径规划算法和基于在线监测海流数据的能源最优路径规划算法在相同工况下能源消耗情况,验证所提出算法的可行性和有效性。

摘要：针对水下机器人-机械臂系统(underwater vehicle-manipulator system,UVMS)水下作业的运动控制所存在的自身结构不确定性干扰、系统动力学耦合干扰以及海流干扰问题以及解决方法展开研究。对系统建立合适的坐标系,并依此得到系统的运动学模型;根据系统垂直面动力学方程和系统之间耦合影响,建立了垂直面欠驱动型水下机器人数学模型。针对作业条件下UVMS垂直面姿态进行控制研究,设计了一种基于模糊自适应反步控制器,通过仿真对不同运动条件下的姿态进行控制验证,结果表明文中方法能够使UVMS在不同运动条件下保持良好的控制姿态。

摘要：水下机器人-机械臂系统(UVMS)在水下作业过程中存在自身结构不确定性干扰、系统动力学耦合干扰以及海流干扰的问题,这对水下机器人的运动控制提出了更高的要求。本文以某欠驱动水下机器人系统作为研究对象,提出了一种误差受限的抗干扰控制方法。基于视线法和设定性能函数得到UVMS的误差动力学模型,再基于此模型设计水下机器人(AUV)抗扰控制器。通过牛顿-欧拉方程估算机械臂对于AUV本体的耦合干扰并进行实时补偿。采用神经网络控制补偿AUV系统的结构性不确定性,并利用自适应控制来补偿神经网络估计误差、非结构性不确定性误差和机械臂耦合干扰的补偿误差。通过机械臂静止和定点作业两组工况下的仿真实验发现,运动控制任务符合设定预期时间和跟踪精度,同时也验证了分离式UVMS运动控制方案在水下定点作业任务中的可行性和有效性。本文方法具有很强的鲁棒性,且能够通过此抗扰控制方法来抑制这些不确定性干扰的影响。

摘要：针对单智能体在民用和军用领域无法完成现实场景下复杂任务的问题,本文综述了零空间行为融合算法。阐述零空间行为融合算法的设计思想与数学模型,介绍零空间行为融合算法的文献计量分析。综述了零空间算法的研究进展,包括编队速度饱和、行为转换不连续、行为优先级分配和多种算法结合方面的改进工作,并分析当前研究存在的问题。研究表明:零空间行为融合算法在多智能体编队控制领域,提高算法的自适应性、考虑动力学特性、异构编队和行为函数优化是该算法未来的发展方向。

摘要：针对无人自主式水下机器人与母艇动态对接时面临的自主式水下机器人欠驱动操纵特性对全局路径的多几何约束要求,以及母艇运动带来的交会点动态变化导致路径的终端约束动态变化等难题,本文提出了一种自主式水下机器人的自主对接路径规划方法。该方法主要分为约束求解、运动规划和状态估计3部分。利用自主式水下机器人的动力学模型分析了在对接过程中的运动约束与终端约束;在运动约束和终端约束条件的前提下,基于势场法的思想分别设计了位置约束和姿态约束下的全局路径规划算法,同时提出母艇的位置、速度和姿态估计方法,并依此开展基于全局预测的路径规划方法的仿真。仿真结果表明:本文方法运算速度快、对母艇的状态具有很好的鲁棒性,并且满足运动约束和终端约束,可以在试验模拟真实自主式水下机器人归航时得到一条满足约束条件的光滑路径的路径规划算法。

摘要：针对燃气轮机温度检测高温热电偶存在的热容大、响应时间慢、无法表贴安装等诸多技术问题,利用陶瓷微纳加工技术制造出50μm厚度的柔性芯片基底,经薄膜工艺形成冗余结构的铂铑10-铂热电偶电极,通过“三明治”封装形成全陶瓷密封型热电偶,开展微纳陶瓷基高温热电偶性能与功能试验。试验表明,所设计的微纳陶瓷基高温热电偶具有快响应特点,能实现在圆滑表面进行柔性表贴安装,在0~1 000℃温度范围内,热电偶输出灵敏度与二级标准铂铑10-铂热电偶比对,偏差在±0.3%,90%响应时间优于0.1 s,热电偶具有良好的高温稳定性。

摘要：针对相控参量阵声呐发射系统体积和质量大,难以搭载于水下小平台使用的问题,重点研究相控参量阵声呐发射系统的小型化、高集成度设计技术,设计并实现一种小型相控参量阵声呐发射系统。首先,基于发明问题解决理论中的剪裁思想,简化设计D类发射机功率放大电路的结构,减小多通道发射系统的体积。其次,联合磁芯几何常数法和脉冲变压器设计技术设计微型变压器,减小变压器体积的同时提升系统功率密度。与传统设计方法相比,系统电路整体体积缩小了24.6%,功率密度提升了27.3%。实测相控角度误差不超过0.3◦,参量阵原频声源级可达236.7 dB,差频声源级可达200.5 dB,以小型化发射系统实现了相控参量阵的精准相控发射和高原频声源级输出。

摘要：大型邮轮体量巨大、建造涉及物料种类繁多。本文结合国外邮轮物流管理模式和国内大型邮轮建造企业的实际情况,提出了适用于我国造船企业的多层级物流管理模式,具体层级包括:境外层级、通关层级、厂外层级、厂内层级和上船层级五个层级。

摘要：本文针对我国船舶制造业面临的结构性缺失,即低端产能过剩、高端产能不足等问题,研究了高技术远洋客船物流集配系统的信息化需求,设计了高技术远洋客船物流集配系统的基本功能,提出了可以实现的功能目标,包括:高技术远洋客船物流集配全业务流程数据共享、联动;覆盖高技术远洋客船物流集配全业务流程,实现全链条信息化;打造高技术远洋客船智能化物流集配体系。