基于改进量子粒子群算法的AUV路径规划研究          下载免费PDF全文

张瀚彬  史先鹏  刘喜梅 《海洋工程》2023,41(2):86-92

针对海洋环境下自主水下机器人（AUV）的路径规划问题,提出了一种基于框架四叉树的改进量子粒子群算法（QPSO）,首先使用框架四叉树的方法对障碍物建模,该方法提高了建模的精度且对后续算法的效率也有极大的改进,之后设计改进的量子粒子群算法,并且结合水下环境的特殊性设计适应度函数,综合考虑航线路径长度、偏转角度以及海流影响,使得算法可以在水下环境中寻得能耗最短的解路径。最后通过仿真试验验证,相比于传统的栅格法和粒子群算法,改进量子粒子群算法的运算时间更短,收敛速度更快,其独特的适应度函数可以使AUV能更好适应水下多变的环境,且能利用海流设计能耗更小的路径,具有很大的实用价值。  相似文献   

自主水下机器人水下接驳插拔传输与无线感应传输研究现状及对比分析     

刘菲菲  郑荣 《海洋工程》2023,41(3):157-167

水下对接传输技术作为自主水下机器人（autonomous underwater vehicle,简称AUV）水下能源补给及数据传输的重要方式,受到国内外的重点关注,目前采用的水下对接传输方式主要分为接驳插拔传输及无线感应传输。在探究国内外AUV水下对接研究概况的基础上,归纳、总结以上两种传输方式的研究现状,分析对比其在对接传输效率、发展限制因素、对接控制技术等方面的区别。通过分析发现,接驳插拔传输在传输效率及功率方面具备优势,无线感应传输则具有更高的简易性、经济性。此发现为不同作业需求下传输方式的选择提供了基础。通过技术发展限制因素对比得出,在未来技术发展方向上,接驳插拔传输技术需提升系统稳定性、灵活性及费效比,无线感应传输需解决能量损耗、系统鲁棒性及涡旋损耗等问题。对两种传输技术未来发展前景及方向的预测,能够为AUV水下传输的发展提供重要参考。  相似文献   

基于模糊PID的深海采矿机器人路径跟踪控制     

毛竞航  吕海宁  杨建民  刘磊 《海洋工程》2021,39(5):151-161

深海采矿作业中,由于海底软泥稀软,采矿机器人极易打滑,以及海底地形、海流等干扰,采矿机器人容易偏离预定路径。针对采矿机器人的海底作业过程中路径跟踪问题,设计并分析了深海采矿机器人的路径跟踪控制系统。首先提出了艏向控制实现采矿机器人路径跟踪的控制算法,通过采矿机器人与当前目标点相对位置计算采矿机器人的目标艏向角,后基于运动学模型建立模糊比例积分微分(PID)的控制方法控制采矿机器人两侧转速差值进而控制采矿机器人艏向,从而使机器人按目标路径行走;同时为了防止输入过大引起打滑,基于动力学模型数值分析了采矿机器人主动轮角加速度与打滑率之间的关系,采取限制主动轮角加速度方式防止采矿机器人过度打滑;最后通过Matlab/Simulink建立系统模型对系统进行仿真分析。仿真结果表明,该控制算法能够良好地完成采矿机器人的路径跟踪任务。  相似文献   

水下机器人标准体系框架构建探索          下载免费PDF全文

郭小勇  汤海荣  徐春红 《海洋开发与管理》2021,38(1):53-56

水下机器人作为一类特种机器人,日益成为探索海洋奥秘、开发海洋资源的重要工具,被称为海洋高技术的皇冠,正逐步成为国家间海洋技术竞争的制高点。水下机器人标准体系最直接的作用是指导、规范水下机器人标准制定工作,使人们清楚水下机器人标准化工作方向和重点,有助于推动水下机器人研发和产业化进程,促进快速、健康发展。文章在介绍国内外水下机器人标准制订的基础上,探讨水下机器人标准体系框架构建思路,提出标准体系建设路径,明确水下机器人标准化工作范围和领域,并构建了水下机器人标准体系序列结构、三维结构、层次结构3种框架模型,为构建我国水下机器人标准体系提供了有价值的参考。  相似文献   

水下机器人舵翼参数设计与优化          下载免费PDF全文

《海洋技术学报》2021,40(4)

为获取高升力系数和升阻比的舵翼外形特征参数,本文以某型水下机器人舵翼为研究对象,将其表征量简化为展弦比、梢根比、前缘后掠角、攻角和剖面翼型5个设计参数。采用计算流体力学方法(CFD)模拟了流速为2 kn时,平板翼型厚度为6 mm的常见平面形状舵翼在不同来流下的流场情况,得到舵翼平面形状参数与其水动力性能和铰链力矩之间的变化规律和相对灵敏度,并对基于径向基函数模型(RBF)的优化结果进行分析,随后对比了不同剖面翼型对舵翼性能的影响。研究结果表明:攻角为6°左右时,舵翼可获得最佳水动力性能;剖面翼型对舵翼的水动力性能有较大影响,NACA00xx系列翼型可以显著提升舵翼的升阻比,并且翼型厚度越小,性能越佳;舵翼面积一定的条件下,后掠形舵翼具有优良的水动力性能,但铰链力矩较大;攻角较小时,梯形舵翼表现出较好的水动力性能,铰链力矩很小;攻角较大时,切尖三角形舵翼水动力性能与后掠舵翼基本持平,铰链力矩适中。  相似文献   

“长沙模式”蜚声全国 长沙智能制造大会助力“智造湘军”     

段雯娟 《地球》2019,(9):112-112

博世长沙公司,湖南省首条工业4.0生产线成功诞生;上汽大众长沙"分钟工厂"里,机器人焊接和测量的普及,实现了1分钟下线一台合格整车;加加食品集团,5条生产线每个小时就能产出18万瓶酱油……三一重工、中联重科、蓝思科技、华曙高科、山河智能、威胜集团、长沙格力、海信基地、中信戴卡……新一代智能制造将给制造业带来革命性的变化,已经成为制造业未来发展的核心驱动力,长沙智能制造展示着骄人成绩。  相似文献   

可停泊南极机器人的小型新能源充电保温房设计     

任一宁  窦银科  王煜尘 《极地研究》2023,(2):268-276

世界各国在南极开展的科学考察活动中,大多数科考任务的开展均基于自动化设备。而针对机器人在南极难以长期续航工作以及机器人与其设备长期在低温下使用导致使用寿命缩短、敏感度下降的问题,提出一种可停泊南极机器人的小型新能源充电保温房。该设计包括上位机控制系统和以Arduino芯片为核心的主控制系统。本设计通过OpenMV摄像头识别机器人且能与Arduino通讯,同时在内部搭载温度控制系统和无线充电系统,从而保障机器人的长时间高效运行。经过仿真和实验测试,本设计能够在寒冷环境下保持合适的温度,同时能使用无线充电对机器人锂电池进行充电,解决了南极科考机器人的续航问题,实现了对南极科考机器人的充电工作和对其传感器设备的保温工作。  相似文献   

一种八推进器水下机器人动力学分析          下载免费PDF全文

李卓禹  张志强  周宏伟 《数字海洋与水下攻防》2019,2(5):48-53

随着对水下机器人研究的逐步深入，其运动能力已由早期单纯的平动逐步强化为有多个自由度的空间运动，对其进行动力学研究是进行其它方面能力研究的基础。为研究多自由度水下机器人的运动，对某型八推进器水下机器人进行了动力学方程建模，得出了其在6个自由度上的运动方程，在此基础上，对其进行了运动仿真及性能分析，得到了该型水下机器人在6个自由度上的运动性能。通过仿真计算的结果，可以直观地了解其运动能力。  相似文献   

移动式水下观测网络的队形稳定性     

陈煦蔚  冯正平 《海洋工程》2010,28(2)

移动式水下观测网络是依靠水声通讯无线链接多个观测型水下机器人的自组织网络,因而使组网机器人趋于和保持稳定的队形对移动探测任务的完成非常关键。研究了变拓扑的移动式观测网络的队形控制问题,在线性时变系统稳定性分析的基础上,提出了镇定变拓扑网络队形的分布式控制器设计方法,并通过仿真验证了此方法的可行性。  相似文献   

水陆两栖机器人水下动力学建模及操纵性研究          下载免费PDF全文

陈龙  童保成  祖斯羽  张豪  胡桥 《数字海洋与水下攻防》2023,6(4):487-495

针对多模态水陆两栖机器人作业环境复杂使得水下运动状态难以预报等难题,基于 CFD 方法求解的水动力系数,构建了机器人水下运动的五自由度动力学和运动学模型。基于机器人水下动力学模型,采用四阶经典龙格库塔法,开展了机器人直航运动及水平面回转运动数值仿真研究,并进行了水池试验验证。 试验结果数据与数值仿真结果误差均不超过 10%,验证了机器人水动力系数及五自由度动力学模型的准确性, 为水陆两栖机器人研制提供了理论与技术支撑。  相似文献