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期刊信息/Journal information
水下无人系统学报
中国船舶重工集团公司第七〇五研究所
水下无人系统学报

中国船舶重工集团公司第七〇五研究所

杨芸

双月刊

2096-3920

bianjibu705@sohu.com

029-88327279

710075

西安市锦业路96号

水下无人系统学报/Journal Journal of Unmanned Undersea Systems北大核心CSTPCD
查看更多>>《水下无人系统学报》（前身《鱼雷技术》）是由中国船舶重工集团公司主管，第七〇五研究所主办、国内外公开发行的综合性学术期刊。我刊主要刊登水下无人系统科学与技术领域的基础研究、应用研究和工程技术方面的论文，主要包括: 水下无人系统相关技术、水下信息网/系统、声学及非声探测系统、水下无人平台、水下预置系统、无人水下航行器（UUV）、无人水面艇（USV）、水中兵器等。我刊为国内多家主流数据库收录，现为中国科技核心期刊（中国科技论文统计源期刊）、《中文核心要目总览》收录期刊。
正式出版
收录年代

    DoS攻击下基于水声传感器网络的目标追踪算法

    闫敬杨锦杨晛罗小元...
    971-979页
    查看更多>>摘要：考虑水下拒绝服务(DoS)攻击和声线分层效应的影响,研究了基于水声传感器网络(UASN)的目标追踪问题.首先考虑由水下传感器、水面浮标和水下目标组成的UASN架构.基于此,构造了水下目标运动模型和水下Dos攻击模型,提出了一种改进的一致性无迹卡尔曼滤波(UKF)水下目标追踪算法.进一步,证明了追踪算法的收敛性,推导了算法的克拉美罗下界.仿真和实验结果表明,文中算法可以在水下环境有效进行目标追踪,基于一致性UKF的算法提高了跟踪精度.

    水声传感器网络无迹卡尔曼滤波目标追踪拒绝服务攻击

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    声学探测型水下滑翔机吸声结构设计及仿真分析

    曾栋海吴新宇袁畅彭宇轩...
    980-988页
    查看更多>>摘要：机械噪声中的辐射噪声会对声学探测型水下滑翔机声学探测性能产生严重影响,针对该问题,文中将吸声结构引入水下滑翔机的辐射噪声降噪研究.首先建立不同吸声结构的理论模型,根据微穿孔板和多孔材料吸声理论,提出用于降低水下滑翔机辐射噪声的复合吸声结构,并利用Comsol软件对复合吸声结构进行仿真分析,用于指导复合吸声结构设计.仿真结果表明:多孔材料层-空气腔-微穿孔板层-并联空气腔的复合吸声结构在 0～2 000 Hz内的效果最好,其在 200～1 200 Hz内的平均吸声系数为 0.663,能有效降低水下滑翔机特定工况下的辐射噪声,减小自噪声的干扰,提高声学探测滑翔机的探测水平.

    水下滑翔机辐射噪声吸声结构微穿孔板多孔材料

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    综合观测浮标波浪能供电系统混合储能控制方法

    刘旭陈震刘臻黎明...
    989-999页
    查看更多>>摘要：波浪能是一种持续性好、分布范围广的绿色可再生能源,可以为综合观测浮标持续性供电,但波浪变化速度较快,能量峰均比较高,需要通过混合储能系统平滑其能量波动,以便可靠地向电力负载供电.混合储能系统需要兼顾功率密度和能量密度特性,能量管理策略对于充分利用不同器件的特性、延长系统的寿命至关重要.文中重点研究了波浪能供电中储能系统能量分配和功率控制方法,提出了一种基于深度确定性策略梯度的混合储能系统功率分配和控制策略,旨在保持母线的稳定并充分发挥蓄电池与超级电容 2 种储能技术的优势.仿真实验和实物试验证明了所提策略可使蓄电池充放电功率峰值大幅降低,母线电压纹波被控制在 1.6%以下,显著提高了波浪能供电系统的稳定性.

    综合观测浮标波浪能混合储能深度确定性策略梯度

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    基于VRFT的AUV自抗扰控制器参数整定方法

    侯孝东杨睿黎明
    1000-1008页
    查看更多>>摘要：自抗扰控制(ADRC)不依赖模型,抗干扰能力强,可以很好地解决自主水下航行器(AUV)模型不确定性和外部环境复杂的问题,然而ADRC控制器的参数整定存在一定困难.针对该问题,文中提出了一种基于虚拟参考反馈整定(VRFT)的ADRC控制器参数整定方法.首先针对AUV艏摇模型设计了ADRC控制器;其次给出了VRFT-ADRC控制器参数整定方法;最后针对角度传感器延迟问题给出了基于史密斯预估器的ADRC控制器设计方法.仿真证明,该方法能够在模型信息未知的情况下,仅通过开环实验的输入输出数据,对AUV的ADRC控制器参数进行整定,达到期望的控制效果.

    自主水下航行器自抗扰控制参数整定虚拟参考反馈整定

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    基于SVM的航位推算误差补偿

    李鑫王晓鸣武建国赵基伟...
    1009-1017页
    查看更多>>摘要：在使用机器学习方法对自主水下航行器(AUV)航位推算进行误差补偿时,通常采用神经网络算法.但神经网络需要大量的训练样本才能达到稳定的训练结果.为了解决此问题,文中对支持向量机(SVM)在航位推算的误差补偿问题进行研究.利用SVM训练出误差补偿模型,对航位推算进行误差补偿,提高了导航精度.误差补偿模型选取AUV的俯仰角、横滚角和航向角,多普勒计程仪(DVL)对地的前向、右向和天向速度以及航位推算时间等 7 个参数作为输入参数,以全球卫星定位系统(GPS)和惯导+DVL组合提供的经纬度与航位推算的经纬度差作为模型的输出,训练出误差补偿模型.对比神经网络算法,在数据量较少的前提下,SVM训练模型和神经网络训练模型的相对误差分别为 0.28%和 0.93%.进而通过湖上试验得出,SVM训练模型能够将航位推算的相对误差控制在 0.5%内.

    自主水下航行器航位推算支持向量机误差补偿

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    AUV全向运动轨迹跟踪控制方法

    徐江鹏王俊雷唐怡
    1018-1028页
    查看更多>>摘要：自主水下航行器(AUV)的精确轨迹跟踪能力是完成勘探、避障及管路巡检等水下任务的技术基础,但AUV是典型欠驱动系统,满足非完整动力学约束,导致无法跟踪某些特殊轨迹,也无法完成如守位调头、机头定点环绕观测等特殊水下动作.多数研究者基于欠驱动系统理论,研究如何提升AUV水下轨迹跟踪能力,文中则从结构改进的角度,通过借鉴水下遥控航行器(ROV)构型设计提出了AUV全向运动轨迹跟踪控制方法.该方法在保留AUV原有低阻流线型的鱼雷状结构设计与运动模式的前提下,再赋予其全向运动模式.文中以Bluefin系列AUV为例,设计改造全向式运动结构,开发基于Hermite算法的轨迹生成算法、基于缩放因子的轨迹导引算法以及航行-航向混合控制算法,并对控制方法进行了仿真与水下试验验证.结果表明,该方法能够实现AUV全向航行,解决AUV轨迹跟踪中的运动约束问题,使AUV具备对任意轨迹的跟踪能力,并完成了特殊的水下动作.

    自主水下航行器水下遥控航行器全向运动轨迹跟踪混合控制

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    水下装备关节电机多参数辨识研究

    石麟胡桥石鑫东孙良杰...
    1029-1038页
    查看更多>>摘要：随着水下无人系统的快速发展,关节电机作为水下机器人、水下机械臂等水下装备的核心驱动装置发挥着重要的作用.文中针对不同工作环境影响下导致的关节电机参数改变,从而引起的电机控制的精确性和稳定性变差的问题,开展电机多参数在线辨识研究.采用增加稳态工作点方法实现多参数的满秩辨识.同时,为提高辨识方法的精度和鲁棒性,研究了扩展卡尔曼滤波(EKF)和H∞滤波(HIF)算法在电机参数辨识方面的可行性,进而提出了一种基于自适应EKF(AEKF)和自适应HIF(AHIF)的联合估计方法.通过仿真对比发现,在参数辨识时,所提出的AEKF+AHIF联合估计方法相较于AEKF算法稳态标准差最大减少了 84.7%,相较于AHIF算法精确度最大提升了 91.7%.该联合估计方法可为水下装备关节电机的稳定高效运行提供理论和技术支撑.

    水下装备关节电机参数辨识扩展卡尔曼滤波H∞滤波

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    基于模糊控制的鱼雷自导组合导引律

    穆宝明程健庆潘峰
    1039-1044页
    查看更多>>摘要：在鱼雷自导导引过程中,单一导引方法不能适应不同导引阶段,难以有效保证鱼雷导引效果.为此,文中结合固定提前角导引法、比例导引法以及变结构导引法等 3 种不同典型导引方法,基于模糊控制原理,设计出一种模糊组合导引律.通过在不同环境下的仿真对比,结果表明,模糊组合导引律的综合性能优于其他典型导引律,可为鱼雷自导导引的实际应用提供借鉴.

    鱼雷模糊控制导引律

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    基于深度学习神经网络的水中爆炸靶板变形响应预测研究

    李治国马峰朱炜贾曦雨...
    1045-1052,1062页
    查看更多>>摘要：水中爆炸靶板变形表现为结构与流体在冲击波作用下的复杂非线性耦合作用.文中通过设计和优化深度学习神经网络以预测输出不同靶板厚度、冲击因子、爆炸药量和爆炸距离条件下的靶板动态变形位移数据,测试集预测的决定系数和准确率达到 0.99 和 0.95.与 25 个仿真工况数据相比,基于预测模型得到的9 261 个工况数据形成的爆炸变形响应分析图能够覆盖更细致的特征参数范围和最大变形量变化趋势,可为水中武器设计及水下防护应用提供重要参考依据.

    水中爆炸深度学习神经网络变形响应靶板

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    水下平台CO2基混合工质闭式循环温度适应性分析

    冯佳琪王俊鹏陈真韬骆政园...
    1053-1062页
    查看更多>>摘要：超临界CO2 布雷顿循环系统是水下平台动力技术的重要发展方向,但由于深海低温较远离CO2 临界温度,致使循环系统存在温度适应性问题.文中提出了利用CO2 基混合工质改善循环温度适应性并进一步优化循环性能的方案,建立了简单回热循环热力学模型,分析了CO2 基混合工质临界参数随加入气体种类和质量分数的变化规律,阐明了压缩机入口状态参数对CO2 基混合工质闭式循环热力学性能的影响规律,探讨了混合工质拟临界点位置对回热器夹点和热惯性等的影响.结果表明:低临界参数混合工质循环可进一步扩大循环温度范围和压比,以改善循环热力学性能,但仅扩大温度范围而降低压比可能会对其造成不利影响;综合考虑循环热效率、比功、回热器内部夹点及热惯性,CO2+Xe(CO2/Xe:0.5/0.5)-跨临界朗肯循环、CO2+SF6(CO2/SF6:0.9/0.1)-跨临界液体布雷顿循环以及CO2+SF6(CO2/SF6:0.5/0.5)-跨临界朗肯循环较超临界CO2 布雷顿循环热效率最大可提高 3.79%,比功最大可提升 31.6%,回热器夹点位于冷端并未加剧其热惯性,不会减缓系统响应速度.

    水下平台CO2基混合工质闭式循环温度适应性

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