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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

    基于黑潮流场背景的水下滑翔机运动控制仿真

    马玉印王岩峰官晟王娜...
    1-7页
    查看更多>>摘要：近年来,水下滑翔机已广泛应用于各种海洋观测领域,但在对黑潮等强流进行观测时,其运动轨迹往往会受到严重影响,因此文中针对黑潮流域内水下滑翔机运动轨迹控制问题进行研究.首先,以"海燕II"为研究对象,根据动量和动量矩定理建立了其考虑黑潮的动力学模型;然后将HYCOM黑潮区域数据作为干扰,其特点是黑潮流速的大小与方向都会随着位置的变化而改变,并利用Simulink对强流影响下的"海燕II"运动轨迹进行了仿真;最后,将径向基函数(RBF)神经网络与常规比例-积分-微分(PID)控制器相结合,对"海燕II"的偏航与纵倾运动进行控制.仿真结果表明RBF-PID控制器可以在一定程度上提高"海燕II"在黑潮区域运动的跟踪精度,增强抵抗黑潮干扰的能力,可为在强流影响下的水下滑翔机轨迹控制提供参考.

    水下滑翔机黑潮运动控制径向基函数比例-积分-微分控制

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    水下滑翔机轻量化建模及执行器约束下非线性MPC控制器设计

    王洁茹李崇綦声波赵圆圆...
    8-17页
    查看更多>>摘要：针对现有水下滑翔机模型非线性程度和维度过高以及难以设计有效的工程化控制器的问题,首先根据水下滑翔机的运动机构组成及工作原理,忽略建模过程中的次要影响因素,对水下滑翔机进行轻量化建模以降低模型非线性度及复杂度,并通过对比验证证明了轻量化模型的有效性.随后,针对纵垂面运动进一步精简动力学方程,发挥该模型维度低、计算量小的优点,引入状态和控制量的实际约束,设计了贴合实际的实时线性化模型预测姿态控制算法.数值仿真结果证明,在±17.4°和±22.5°等水下滑翔机常见工况下,所提出的基于轻量化模型的控制算法可有效快速追踪期望姿态,且上升时间和稳态调节时间均比传统控制器提高70%以上.

    水下滑翔机轻量化建模模型预测控制

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    水下声学滑翔机实时探测通信系统及其近海试验

    田德艳张小川张文清孙芹东...
    18-24页
    查看更多>>摘要：针对水下声学滑翔机在执行水下观探测任务过程中,需等待当前剖面滑翔结束上浮至水面进行信息交互,无法实时回传数据信息的问题,文中提出一种水下声学滑翔机探测通信系统,利用水声通信技术将水下声学滑翔机探测到的数据信息发送给波浪滑翔器,其作为通信中继可将数据信息透明转发至岸基中心,从而实现近似实时的探测通信数据传输.文中介绍了水下声学滑翔机探测通信系统的结构组成和信息传输链路,着重介绍了水下声学滑翔机的探测通信青岛外海试验情况,并对试验数据进行处理分析.试验验证了水下声学滑翔机探测通信系统的正确性和可行性,为后续国内水下无人平台集群协作及编队组网应用提供参考.

    水下声学滑翔机波浪滑翔器水声通信水下探测

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    双壳体混合驱动水下滑翔机结构原理及水动力性能研究

    刘健周广礼彭嘉澍朱猛...
    25-31页
    查看更多>>摘要：混合驱动水下滑翔机虽兼具典型水下滑翔机及传统航行器的优点,但存在能耗高、不利回收等缺点,且在快速推进模式下,滑翔翼的存在不仅会增加航行阻力,降低航行稳定性,也不利于滑翔机回收布放.针对此,提出一种双壳体混合驱动水下滑翔机,其滑翔翼与传统固定水平翼不同之处在于滑翔机可根据实际需求进行收放,以实现对能源的合理分配,从而提高水下滑翔机的综合航行性能.此外,详细介绍了该滑翔机的工作模式、系统组成以及滑翔翼收放原理,并设计了一种蜗轮蜗杆滑翔翼收放装置,建立相应的收放机构技术方案,在此基础上通过数值仿真方法进行了滑翔翼水动力性能分析,得到了合理的机载配置方案.

    水下滑翔机双壳体混合驱动滑翔装置水动力性能

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    仿牛鼻鲼机器鱼倒游性能胸鳍结构设计与实验

    李博余应明曹永辉郝艺伟...
    32-39页
    查看更多>>摘要：现有基于摆动胸鳍推进方式的机器鱼有很多突出特点,特别是前向游动稳定性,但倒游性能研究不足,因此文中针对性地讨论摆动胸鳍推进模式的仿牛鼻鲼机器鱼倒游水动力性能.分别设计了完整胸鳍结构与分体胸鳍结构,通过对比实验测试验证了分体胸鳍结构较完整胸鳍结构倒游推力的优越性,通过推力和电流的比值进一步分析能耗转化效率.实验研究了前游和倒游推力与幅值和频率变化之间的关系,并且通过采集的电流数据,整理出 2 种胸鳍结构在前游和倒游工况下的推力等效效率与幅值和频率变化关系曲线;分析了 2 种胸鳍结构产生推力及推力等效效率的原因.实验结果表明:前游工况下,2 种胸鳍推力值接近,倒游工况下,随着幅值和频率的增加,分体胸鳍结构倒游推力增加明显,最大可达 0.22 N;前游工况下,分体胸鳍结构推力等效效率较完整胸鳍稍差,倒游工况下,随着幅值和频率的增加,分体胸鳍结构倒游推力等效效率有显著提升.文中对分体胸鳍结构的设计为探究基于摆旋机构推进机器鱼倒游性能提供了参考.

    仿牛鼻鲼机器鱼胸鳍设计倒游性能

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    仿生机器蝠鲼动力学建模及试验研究

    陈国军林羊龙金俊陈巍...
    40-47页
    查看更多>>摘要：仿生机器蝠鲼独特的胸鳍摆动推进方式更适合风浪干扰环境下长航时水下作业需求,国内外已经开展了相关研究,但目前仿生机器蝠鲼研究中存在驱动能力弱、控制精度低、仿生效果差等问题.文中以蝠鲼为仿生原型,分析其生物学特性和运动机理,构建运动学模型和动力学模型,为仿生机器蝠鲼的系统设计提供了理论依据,设计了机械结构和控制系统,通过模拟波浪干扰环境下的直线前游、原地转弯和动态沉浮等试验,测试了仿生机器蝠鲼在复杂环境下的性能,验证了仿生机器蝠鲼的运动性能和应用前景.

    仿生机器蝠鲼生物学特征运动控制机械结构

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    基于模糊滑模控制的直驱式波浪发电装置最大功率控制方法

    范新宇孟昊
    48-56页
    查看更多>>摘要：海洋波浪能是一种新型清洁能源,为提高直驱式波浪发电系统的发电功率和波浪能转换效率,针对目前普遍使用的比例-积分-微分(PID)控制方法存在输出纹波较大、系统稳定性较差的问题,提出基于模糊滑模控制的最大功率控制方法,根据运行状态实时调整趋近律参数,在实现最大功率跟踪的同时削弱输出纹波,减小跟踪误差,提高系统控制品质.文中以永磁直线发电机(PMLG)作为发电装置,建立系统动力学模型,并通过快速傅里叶变换方法预估不规则波浪主频,设计满足最大功率策略的期望电流跟踪曲线;在此基础上,将常规PID、滑模控制方法与所提出的模糊滑模最大功率控制方法进行仿真对比,结果表明:模糊滑模控制方法在功率上有所提升且具有更好的准确性和稳定性.

    直驱式波浪发电系统永磁直线发电机最大功率模糊滑模控制

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    波浪环境下无人水面艇改进MFAC节能控制方法

    魏佳广张拓圣辛筠炜李怀亮...
    57-65页
    查看更多>>摘要：无人水面艇在运动过程中容易受到环境干扰的影响,尤其在受到波浪干扰后会导致其运动控制偏离期望路径,进而造成能量浪费.针对波浪环境下固定参数控制器对环境适应能力较弱的问题,将模糊控制方法与重定义无模型自适应控制方法相结合,设计了一种模糊重定义无模型自适应控制(FRMFAC)算法,该算法可以根据不同波浪的干扰情况自行调整控制参数;同时,采用视线法与FRMFAC算法对无人艇进行路径跟随控制;最后,通过与固定参数控制方法进行对比试验,验证了该算法的有效性和节能效果.对比仿真结果可知,使用可变参数的控制方法可以在有效提高无人艇对环境适应能力的同时起到节能效果.

    无人水面艇运动控制无模型自适应控制波浪干扰

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    基于数据融合的无人帆船真风计算方法

    何成龙迟书凯宇文国朴胡新遥...
    66-78页
    查看更多>>摘要：针对无人帆船真风获取困难且所用风传感器受帆船姿态影响的问题,提出了一种基于姿态信息、相对风和航行风融合的无人帆船真风计算方法.首先利用姿态仪获得帆船的俯仰角和横滚角,通过空间坐标旋转变换矫正相对风测量结果;其次利用卡尔曼滤波算法对航行风和矫正后的相对风进行滤波;最后利用扩展卡尔曼滤波进行真风融合计算.实验证明,该方法能够有效抑制帆船运动对风测量的影响,准确提取真风风速和风向,满足无人帆船航行控制需求.

    无人帆船真风数据融合卡尔曼滤波

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    基于多智能体深度强化学习的无人艇集群博弈对抗研究

    于长东刘新阳陈聪刘殿勇...
    79-86页
    查看更多>>摘要：基于未来现代化海上作战背景,提出了利用多智能体深度强化学习方案来完成无人艇群博弈对抗中的协同围捕任务.首先,根据不同的作战模式和应用场景,提出基于分布式执行的多智能体深度确定性策略梯度算法,并对其原理进行了介绍;其次,模拟具体作战场景平台,设计多智能体网络模型、奖励函数机制以及训练策略.实验结果表明,文中方法可以有效应对敌方无人艇的协同围捕决策问题,在不同作战场景下具有较高的效率,为未来复杂作战场景下无人艇智能决策研究提供理论参考价值.

    无人艇集群多智能体深度确定性策略梯度算法深度强化学习智能决策博弈对抗

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