水下机器人在极地科学考察中的应用          下载免费PDF全文

李智刚  张艾群  俞建成 《极地研究》2004,16(2):135-144

本文首先介绍了当前极地科学考察的背景与技术现状，重点阐述了水下机器人在极地科学考察中的作用及其应用的必要性。其次调查了国内外水下机器人在极地考察中的研究和应用现状，描述了我国研制的“海极”号水下机器人在“中国第二次北极科学考察”中的作业情况，对极地考察水下机器人的未来发展趋势做了分析。最后，本文针对极地环境和极地科学考察的需求，对极地考察水下机器人的一些关键技术进行了探讨。  相似文献   

海翼水下滑翔机温盐深剖面仪盐度修正     

褚福硕  庞重光  司宗尚  俞建成 《海洋科学》2020,44(10):101-106

通过均值过滤及Morison热滞后校正公式对存在温度误差的原始盐度进行修正。经过均值滤波后盐度尖峰现象消失，在温跃层由于热滞后导致的条状盐度抖动现象减小，上下行剖面盐度误差从0.013减小到0.004，总体修正盐度修正率提高3.05倍。结果表明利用该分段修正方法修正水下滑翔机搭载温盐深剖面仪（CTD）存在的盐度“尖峰”及热滞后误差效果显著。  相似文献   

Development and experiments of the Sea-Wing underwater glider   总被引：1，自引：0，他引：1  

俞建成  张艾群  金文明  陈琦  田宇  刘崇杰 《中国海洋工程》2011,25(4):721-736

Underwater gliders,which glide through water columns by use of a pair of wings,are efficient long-distance,long-duration marine environment observatory platforms.The Sea-Wing underwater glider,developed by the Shenyang Institute of Automation,CAS,is designed for the application of deep-sea environment variables observation.The system components,the mechanical design,and the control system design of the Sea-Wing underwater glider are described in this paper.The pitch and roll adjusting models are derived based on the mechanical design,and the adjusting capabilities for the pitch and roll are analyzed according to the models.Field experiments have been carried out for validating the gliding motion and the ability of measuring ocean environment variables.Experimental results of the motion performances of the glider are presented.  相似文献   

基于卫星测高数据的海洋中尺度涡流动态特征检测          下载免费PDF全文

赵文涛  俞建成  张艾群  李岩 《海洋学研究》2016,34(3):62-68

为了最终实现对海洋中尺度涡流(简称中尺度涡)的自动采样,首先应该发展中尺度涡动态特征识别技术。本文基于SLA(Sea Level Anomaly)数据,实现了对中尺度涡动态特征的检测算法。主要内容是制定了一个判别相邻两组SLA数据中的涡流,是否为同一涡流子在不同时刻的状态的标准,即判别下一时刻SLA数据中是否存在涡流是由上一时刻确定的被检测涡流演化而来的。通过确定这种进化关系,可以得到被检测涡流的一系列动态状态信息,例如:面积变化速率、中心移动情况以及其他情况。本算法的计算量不大,从而可以应用到实时涡流跟踪的环境中。值得注意的是,本文中的算法不仅仅局限于应用SLA数据,SSH(Sea Surface Height)等大部分反映海洋高度的数据也可以使用。  相似文献   

南海北部中尺度反气旋涡的湍流混合空间分布特征   总被引：2，自引：0，他引：2  

戚永锋  尚琛晶  毛华斌  邱春华  梁长荣  余凌晖  俞建成  尚晓东 《海洋学报(英文版)》2020,39(11):69-81

文章利用GHP细结构参数化方法和Thorpe-scale方法，分析水下滑翔机于2015年5月在南海北部采集的数据，估算了南海北部中尺度反气旋涡的湍流混合空间分布特征。结果显示该反气旋涡的混合具有明显的空间非对称性，混合率在其运动方向的后侧边缘明显增强达到O(10^-3 m²/s)量级；而在其运动方向的前侧边缘，平均混合率要小一个量级。这一混合非对称特征与中尺度的涡动能密切相关性。中尺度涡后侧边缘处存在高流速剪切，容易引起垂向剪切不稳定，可能是引起该处混合增强的主要因素。另外，中尺度涡后侧边缘发展的次中尺度过程同样导致了该处强混合。本研究结果有助于人们进一步认识南海北部的混合过程。  相似文献   

基于模型预测控制算法的轻型长航程AUV航控系统研究          下载免费PDF全文

黄琰  胡峰  俞建成  乔佳楠  王振宇  谢宗伯 《海洋技术学报》2020,39(2):32-38

针对海洋时变中小尺度过程长期精细观测需求,研制了一种轻型长航程AUV。这种AUV的最大特征是借鉴了水下滑翔机的变浮力、重心可调执行机构,使得其具备海洋环境自适应能力,可在不同海水密度条件下实现零攻角高效航行。首先介绍了轻型长航程AUV的系统组成,讨论了这种可变浮力、可调重心AUV的航行控制系统设计;针对这种AUV新增的浮力和重心两个控制输入量间存在系统耦合的问题,开展了基于模型预测算法的零攻角定深航行控制器研究,着重阐述和推导了控制目标的修正、面向控制的动力学建模以及模型预测控制器的设计过程;最后通过仿真验证了所述方案和方法的可行性。该研究有利于提高轻型长航程AUV的航行效率,进一步提升AUV的续航能力。  相似文献   

Adaptive Neural Network Control with Control Allocation for A Manned Submersible in Deep Sea     

俞建成张艾群  王晓辉吴宝举 《中国海洋工程》2007,21(1):147-161

This paper thoroughly studies a control system with control allocation for a manned submersible in deep sea being developed in China.The proposed control system consists of a neural-network-based direct adaptive controller and a dynamic control allocation module.A control energy cost function is used as the optimization criteria of the control allocation module,and weighted pseudo-inverse is used to find the solution of the control allocation problem.In the presence of bounded unknown disturbance and neural networks approximation error,stability of the closed-loop control system of manned submersible is proved with Lyaponov theory.The feasibility and validity of the proposed control system is further verified through experiments conducted on a semi-physical simulation platform for the manned submersible in deep sea.  相似文献   

水下滑翔机器人系统研究   总被引：10，自引：2，他引：10  

俞建成  张奇峰  吴利红  李硕  张艾群 《海洋技术学报》2006,25(1):6-10,19

水下滑翔机器人是一种新型的水下机器人,可以作为水下监测平台用于大范围、长时间的大尺度海洋环境监测作业。文中调查了水下滑翔机器人的国内外发展现状,分析了其可能的应用领域。详细介绍了中国科学院沈阳自动化研究所开发的水下滑翔机器人系统,包括载体外形优化设计、载体结构设计和控制系统设计。分析了水下滑翔机器人定常滑翔运动和空间螺旋会转运动的运动性能。  相似文献   

水下滑翔机的海洋应用   总被引：1，自引：1，他引：0  

庞重光  连喜虎  俞建成 《海洋科学》2014,38(4):96-100

<正>水下滑翔机是一种依靠浮力驱动、以锯齿形轨迹航行的新型水下移动观测平台,具有制造成本与使用费用低、续航能力强、自主可控等特点,已经逐渐成为一种有效的海洋观测平台[1]。水下滑翔机是一种新型的海洋环境观测平台,近年来在国内外受到了极大的关注。1995年以来,美国先后研制出Slocum[2]、Seaglider[3]和Spray[4]等多种水下滑翔机,并于2003年前后逐步实现产品化。  相似文献   

基于海洋机器人的科学观测与实验系统研究现状与展望     

卢晓亭  俞建成  孙朝阳  王旭 《海洋技术学报》2023,(4):107-120

海洋机器人具有观测范围大、作业灵活、机动性好、可控性强等突出优点，在海洋科学观测与海洋科学实验中发挥了重要作用，促进了物理海洋和海洋生物地球化学的发展。为阐明海洋机器人在海洋科学观测和实验中的应用情况，以水下滑翔机、自主水下机器人（Autonomous Underwater Vehicle,AUV）和无人帆船3种典型的观测型海洋机器人为例介绍了海洋机器人在海洋科学观测中的应用现状；以原位采样与固定、原位培养与分析海洋机器人为例介绍了海洋机器人在海洋科学实验中的应用现状；最后结合未来海洋科学研究需求，从需求牵引的角度对基于机器人的科学观测与实验系统的发展趋势进行了展望。  相似文献