哈尔滨工程大学船舶工程学院智能水下机器人国防重点实验室
- 作品数：188 被引量：1,329H指数：18
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- 相关机构：武汉科技大学城市学院哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨工业大学机电工程学院机器人技术与系统国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划水下智能机器人技术国防科技重点实验室开放课题研究基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术交通运输工程天文地球理学更多>>
- 黏性流场中鱼类胸鳍的水动力性能分析被引量：9
- 2009年
- 针对刚性胸鳍建立了二自由度、三自由度的运动模型。在此基础上,通过对基于求解雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)方程的商用计算流体力学(CFD)软件FLUENT的二次开发,采用其先进的动网格技术以及强大的后处理系统,详细计算了刚性胸鳍在黏性流场中的水动力性能。数值计算结果与最近物理实验结果进行详细比较和讨论。通过研究发现摆动胸鳍产生的独特表面压力分布以及尾涡变化方式是其产生较高推进性能的内在原因。
- 王兆立苏玉民杨亮
- 关键词：胸鳍FLUENT动网格水动力
- 带翼水下机器人的非线性拟合分段控制方法
- 2009年
- S面控制方法可较好地解决水下机器人的运动控制问题,但由于其参数是固定的,无法达到全局最优.不同航渡速度段,采取不同的控制参数值,可保证水动力不同阶段控制输出的最优;但在速度变化的分界点,控制器输出有跳变,不利于系统的全局稳定性.利用T-S模糊系统逼近非线性连续函数的能力,采用非线性的S面函数作为模糊系统的后件,设计了基于T-S模型的S面控制器.通过T-S模型的引入,避免了控制器输出的跳变,增强了系统稳定性.将该方法应用于带翼水下机器人的深度控制,水池试验和湖中实验均证明了算法的有效性.
- 庞永杰庞永杰
- 关键词：水下机器人非线性控制
- 带有执行器故障的非线性系统的H_∞容错控制被引量：3
- 2012年
- 为了解决复杂非线性系统执行器故障问题,提高系统的安全性和可靠性,本文针对一类带有执行器故障的非线性系统,提出了一种H∞容错控制方法。在假设非线性项满足李普希茨条件的前提下,利用线性矩阵不等式方法,给出了有干扰和无干扰时控制器存在的充分条件。该条件不仅保证了系统在执行器故障和正常情况下均能达到渐近稳定,而且能满足一定的性能指标,对干扰具有很好的抑制作用。最后将该方法应用到了水下机器人航向控制系统中,仿真效果较好,说明所给方法是有效性。
- 罗跃生温秀平龚新平付丽荣张醒研
- 关键词：非线性系统执行器故障容错控制线性矩阵不等式
- 基于滑动网格技术的船体和螺旋桨非定常干扰研究
- 和螺旋桨的相互干扰是非定常的,采用力场模拟和混合面模拟等定常方法,虽然能解决一些实际问题,但是在模拟实际流场的非定常性上则显得不够精确.基于滑动网格技术,使用CFD前处理软件ICEM CFD划分流场网格,采用Detach...
- 沈海龙郑丰勇苏玉民
- 关键词：CFD螺旋桨性能CFD
- 仿生水下机器人运动控制方法研究被引量：4
- 2004年
- 近年来仿生技术在水下机器人上的应用已经成为水下机器人的重要研究方向之一.仿生水下机器人采用尾鳍提供前进动力和改变航向,比传统的桨舵具有高效性和高机动性.根据仿生水下机器人水池试验结果讨论了其运动性能,并在此基础上提出了仿生水下机器人运动控制方法,最后通过仿真试验验证了该方法.根据试验结果得出,针对现阶段仿生水下机器人的运动能力,其控制内容和控制方法是合理、有效的.研究和试验表明,符合实际的仿真模型与可行的运动控制方法使仿生水下机器人运动性能得到了不断的完善和改进;最终实现'仿生-Ⅰ'号的纵向速度控制、艏向控制和深度控制,从而使其具有大范围的转移能力.
- 成巍李喜斌孙俊岭袁建平徐玉如
- 关键词：水下机器人运动控制仿生运动性能高效性尾鳍
- 串列异步拍动翼推进性能分析被引量：12
- 2014年
- 以滑波推进器为原型,基于RANS方程,采用动网格技术计算了6翼异步拍动翼串列时的水动力性能,探讨了来流、摆幅角、翼间距、运动周期和升沉幅度等对其推进性能的影响,并建造样机.计算结果表明,串列异步拍动翼不同位置翼表现出不同的性能,且任一位置翼比单片异步拍动翼产生更大的推力.尾涡分析表明,翼间涡系干扰是不同位置翼性能不同的主要原因,且其干扰对推力的产生有利,小间距时可产生更大推力.
- 刘鹏苏玉民刘焕兴廖煜雷
- 关键词：动网格
- 基于多目标遗传算法的潜器外形优化设计被引量：10
- 2011年
- 计算流体力学软件应用于潜水器外形优化设计时,精度虽高,但效率低下。因此研究了试验设计和响应面模型技术,提出了一个潜水器外形优化设计的策略。其基本思想是:首先应用Gambit软件的日志文件建立起水动力分析模型,然后根据设计要求选取设计变量,用试验设计的方法在设计变量空间里选取样本点并进行阻力性能计算,得到各样本点的响应,并建立阻力、包络体积的二阶多项式模型响应面模型。潜水器设计时需要考虑能源与设备布置要求,因此将阻力与体积作为艇型优化的两个目标,研究了多目标遗传算法,并给出了Pareto最优解集。结果表明,文中采用近似模型的艇型优化过程,不但效率得到提高,精度也能得到保证,而且由CFD结果建立的阻力估算公式可以为后续设计带来很高的参考价值。
- 杨卓懿于宪钊庞永杰宋磊
- 关键词：多目标遗传算法
- 基于CPG的仿海蟹机器人浮游步态生成方法被引量：5
- 2018年
- 结合仿生游动机理,针对游泳桨推进仿海蟹机器人提出一种基于中枢模式发生器浮游步态生成方法.采用可独立控制频率、幅值、相位延迟和时间非对称系数的一类非线性振荡器作为节律信号发生器,通过最近相邻耦合的方式构建了仿生游动的链式中枢模式发生器（CPG）运动控制模型,并分析了振荡单元平衡点的性态,证明了振荡器极限环存在的唯一性和稳定性;在此基础上,引入三个顶层控制信号作为CPG网络的激励,分别用来控制机器人的游动速度、转艏速率和浮潜速率,实现了仿海蟹机器人的三维游动控制.实验结果显示样机具有一定稳定性和机动性,机器人的直线游动速度和转艏速度随着游速控制系数和转艏速率控制系数的增加而增大,最大直线游动速度可达0.41 BL/s,最大原地转艏速率可达1.7 rad/s.仿真及实验结果验证了此中枢模式发生器模型的可行性与所提控制方法的有效性.
- 王海龙张奇峰王刚王刚
- 关键词：中枢模式发生器
- 喷水推进型无人艇航向跟踪的反步自适应滑模控制被引量：8
- 2012年
- 针对单泵喷水推进型无人滑行艇的航向跟踪非线性系统,提出了一种反步自适应滑模控制方法。该系统由无人艇运动非线性响应模型和舵机伺服系统组成,并考虑运动响应模型的建模误差、外界干扰力等非匹配不确定性,利用全局微分同胚坐标变换将原系统变换为具有下三角特征的非线性系统。基于Backstepping方法和滑模控制理论,提出了一种自适应滑模控制律;利用Lyapunov函数,证明该控制律保证了航向跟踪系统的全局渐近稳定性。仿真对比结果验证了所提出控制器的有效性。
- 廖煜雷庞永杰庄佳园
- 关键词：无人艇航向控制滑模控制喷水推进
- 船体黏性非均匀伴流场中螺旋桨非定常水动力性能预报研究被引量：18
- 2009年
- 采用滑移网格技术模拟螺旋桨的旋转,使用CFD前处理软件ICEMCFD划分流场网格,运用基于求解RANS方程的CFD软件数值模拟了螺旋桨的水动力性能。预报了均匀流场中三个不同类型螺旋桨的水动力性能。针对非均匀伴流场采用两种不同的处理方法,研究了两个不同螺旋桨的非定常水动力性能。讨论了基于滑移网格技术的网格划分方法、边界层网格的处理方法和计算稳定性的判断方法等影响计算精度的关键因素,分析了不同湍流模式对预报结果的影响。预报结果显示,船体伴流场的不均匀性导致了桨叶表面压力分布随桨叶的位置不同而发生变化,且计算值和试验值吻合的很好。
- 沈海龙苏玉民
- 关键词：CFD螺旋桨性能湍流模式网格划分
