水下高速无人艇应急系统研制
发布时间：2021-06-24 13:01
水下高速无人艇属于AUV的研究范畴,但水下高速无人艇与普通AUV又有明显不同的特性,如水下高速无人艇最高航速远大于普通AUV,因此水下高速无人艇可以看做是高速AUV。水下高速无人艇操纵难度大,航行环境复杂,目前水下航行器均配备应急系统,或者称为自救系统、安全系统等,其功能是在航行器出现故障时使航行器快速浮出水面,防止航行器进一步的损坏。本文针对本高速无人艇的航行及操纵特性设计应急系统,并做了如下方面的研究:首先概述了水下航行器的发展情况,论证了航行器需要配备应急系统的必要性。其次研究了国内外对水下航行器应急系统的研制现状,针对这些应急系统存在的不足,提出本应急系统的改进思路。主要在应急策略和应急系统的可靠性上进行改进研究。设计了应急系统的主要功能,利用专家知识来建立应急决策模型,使得应急系统的应急决策更具有科学性。接着,结合本水下高速无人艇,设计应急系统的执行机构,包括气囊机构和有缆浮标机构,从机械结构设计、电气设计到控制方式设计,均进行了详细的研究,以保证应急系统执行机构的合理性和实用性。然后对应急系统控制器进行硬件选型,基于实时操作系统VxWorks编制应急系统控制软件,搭建半实物...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
潜龙一号潜水器如今，世界范围内AUV的数量与日俱增，目前没有对AUV总体数量进行完整的统计，但从各国对AUV的发展势头来看，AUV的总体数量是与日俱增
型的水下航行器将会是最重要的作业载体。与此同时水下作业环境复杂，航水下的航迹较陆地难控制，不确定性因素更多，因此需要保证航行器的航行大部分航行器需搭载应急系统或安全措施，以便在航行器发生危险时可以回器。 研究意义水下航行器的研制是费时费力的工程，一旦航行器在水下失事而不能自主应，轻则沉入水底需要打捞，重则毁坏或丢失航行器，耗费人力物力，科研进受阻，若是载人航行器，若不能在航行器发生故障时恰当地进行应急回收，更严重。据报道，2010 年，美国海军在诺福克进行水下扫雷时，丢失了 4 个水下机013 年，日本“日南号”由于电缆断裂，丢失其搭载的水下机器人。2014 年，神号”在深海作业时丢失。这些不仅是人力物力的损失，也是科研的损失。机器人的应急自救系统是机器人的关键设备之一[5-6]。某航行器水底失事情1-2 所示。
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文如对于声学传感器如 LPRA200 传感器，采集的数据波动较大，利用此方法可取得很好的去处噪声效果。导航设备中的 LPRA200 传感器采集的原始数据如图 3所示。图 3-1 LPRA200 传感器原始数据按 DBSCAN 方法处理后的数据显示如图 3-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高可靠软件的可靠性评估技术综述[J]. 张威. 电脑知识与技术. 2017(35)
[2]基于VxWorks的实时通信设备设计与实现[J]. 孙中坚,陶益,王瑜. 现代导航. 2017(05)
[3]自治水下机器人技术综述[J]. 余明刚,张旭,陈宗恒. 机电工程技术. 2017(08)
[4]橡胶顶升气囊在水下工程中的应用[J]. 杨鹏,汪有军,蒋岩,王伟平. 中国水运. 2017(07)
[5]基于灰色预测和KID离群点检测的AUV故障诊断[J]. 周悦,王皓明,郭威. 计算机测量与控制. 2016(11)
[6]一种气囊式水下装备回收装置的设计及研究[J]. 贾宏春. 机械工程与自动化. 2016(03)
[7]自主/遥控水下机器人研究现状[J]. 李一平,李硕,张艾群. 工程研究-跨学科视野中的工程. 2016(02)
[8]浅析软件测试中的可靠性模型设计[J]. 胡湘萍. 信息通信. 2016(03)
[9]潜艇高压气瓶放气过程的理论分析与数值仿真[J]. 丁风雷,张建华,王雁. 计算机仿真. 2014(07)
[10]VxWorks多任务网络实时处理软件设计[J]. 余伟. 通信技术. 2012(12)
博士论文
[1]自主式水下机器人推进器与传感器多故障诊断技术研究[D]. 吴娟.哈尔滨工程大学 2011
硕士论文
[1]深海水下机器人实时避碰方法研究[D]. 陈巩.沈阳理工大学 2016
[2]高压气体吹除数理模型及CFD仿真分析[D]. 王晓峰.华中科技大学 2015
[3]水下无人艇结构力学特性和性能综合优化初步研究[D]. 陈鹏.江苏科技大学 2013
[4]基于专家系统的潜艇自主抗沉技术研究与仿真[D]. 赵占领.哈尔滨工程大学 2011
[5]基于实时操作系统的多机冗余、容错技术研究[D]. 徐美荣.浙江大学 2006
[6]水下机器人自主自救模拟系统研制[D]. 童剑.华中科技大学 2005
本文编号：3247147
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
潜龙一号潜水器如今，世界范围内AUV的数量与日俱增，目前没有对AUV总体数量进行完整的统计，但从各国对AUV的发展势头来看，AUV的总体数量是与日俱增
型的水下航行器将会是最重要的作业载体。与此同时水下作业环境复杂，航水下的航迹较陆地难控制，不确定性因素更多，因此需要保证航行器的航行大部分航行器需搭载应急系统或安全措施，以便在航行器发生危险时可以回器。 研究意义水下航行器的研制是费时费力的工程，一旦航行器在水下失事而不能自主应，轻则沉入水底需要打捞，重则毁坏或丢失航行器，耗费人力物力，科研进受阻，若是载人航行器，若不能在航行器发生故障时恰当地进行应急回收，更严重。据报道，2010 年，美国海军在诺福克进行水下扫雷时，丢失了 4 个水下机013 年，日本“日南号”由于电缆断裂，丢失其搭载的水下机器人。2014 年，神号”在深海作业时丢失。这些不仅是人力物力的损失，也是科研的损失。机器人的应急自救系统是机器人的关键设备之一[5-6]。某航行器水底失事情1-2 所示。
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文如对于声学传感器如 LPRA200 传感器，采集的数据波动较大，利用此方法可取得很好的去处噪声效果。导航设备中的 LPRA200 传感器采集的原始数据如图 3所示。图 3-1 LPRA200 传感器原始数据按 DBSCAN 方法处理后的数据显示如图 3-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高可靠软件的可靠性评估技术综述[J]. 张威. 电脑知识与技术. 2017(35)
[2]基于VxWorks的实时通信设备设计与实现[J]. 孙中坚,陶益,王瑜. 现代导航. 2017(05)
[3]自治水下机器人技术综述[J]. 余明刚,张旭,陈宗恒. 机电工程技术. 2017(08)
[4]橡胶顶升气囊在水下工程中的应用[J]. 杨鹏,汪有军,蒋岩,王伟平. 中国水运. 2017(07)
[5]基于灰色预测和KID离群点检测的AUV故障诊断[J]. 周悦,王皓明,郭威. 计算机测量与控制. 2016(11)
[6]一种气囊式水下装备回收装置的设计及研究[J]. 贾宏春. 机械工程与自动化. 2016(03)
[7]自主/遥控水下机器人研究现状[J]. 李一平,李硕,张艾群. 工程研究-跨学科视野中的工程. 2016(02)
[8]浅析软件测试中的可靠性模型设计[J]. 胡湘萍. 信息通信. 2016(03)
[9]潜艇高压气瓶放气过程的理论分析与数值仿真[J]. 丁风雷,张建华,王雁. 计算机仿真. 2014(07)
[10]VxWorks多任务网络实时处理软件设计[J]. 余伟. 通信技术. 2012(12)
博士论文
[1]自主式水下机器人推进器与传感器多故障诊断技术研究[D]. 吴娟.哈尔滨工程大学 2011
硕士论文
[1]深海水下机器人实时避碰方法研究[D]. 陈巩.沈阳理工大学 2016
[2]高压气体吹除数理模型及CFD仿真分析[D]. 王晓峰.华中科技大学 2015
[3]水下无人艇结构力学特性和性能综合优化初步研究[D]. 陈鹏.江苏科技大学 2013
[4]基于专家系统的潜艇自主抗沉技术研究与仿真[D]. 赵占领.哈尔滨工程大学 2011
[5]基于实时操作系统的多机冗余、容错技术研究[D]. 徐美荣.浙江大学 2006
[6]水下机器人自主自救模拟系统研制[D]. 童剑.华中科技大学 2005
本文编号：3247147
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