一种具备数据驱动能力的自主水下航行器控制系统设计

针对目前大部分自主水下航行器（AUV）采用预编程的工作模式不适用于动态海洋环境观测的问题，开展了基于数据驱动的控制系统研究。为了实现对动态海洋环境的自适应观测，提出了一种具备数据驱动能力的AUV控制系统设计。该控制系统在总体设计上采用双控制板的分布式架构并使用星形网络拓补结构方便内部通信以及后续设备拓展；硬件设计上使用模块化思想管理传感器并使用多种通信设备的融合工作保证通信的快速性与稳定性；软件上使用多线程并行设计并在上位机添加手柄遥控功能；最后通过仿真实验验证控制系统性能。实验结果表明该系统控制超调量为3%；滞后时间为2 s，满足海洋现象观测需要。该控制系统具备搭载数据驱动算法的能力，为基于数据驱动的动态海洋观测模式提供了硬件平台。     

水下滑翔机自适应覆盖采样

针对水下滑翔机对动态、未知的海洋特征的采样问题,提出了自适应覆盖采样算法.首先,定义了基于质心Voronoi分割采样空间的最优覆盖采样准则;然后,设计了在线参数估计算法,利用带遗忘因子的递归最小二乘法估计海洋特征参数;最后,设计了分布式控制算法,能够保证各个水下滑翔机从任意的初始位置收敛于定义的最优的覆盖采样网络配置.利用仿真实验对上述方法进行了有效性验证,结果表明本文提出的算法能够更好地完成对动态海洋特征的覆盖采样.     

能耗最优的水下滑翔机采样路径规划

研究了以能耗为优化准则的水下滑翔机海洋环境参数采样路径规划方法.首先,根据水下滑翔机的运动特点,建立了水下滑翔机采样作业过程的能耗模型;其次,基于能耗模型提出了一种能耗最小的滑翔运动参数优化方法,该方法避免了求解复杂的混合整数非线性规划问题;之后,在能耗最优的滑翔运动参数优化基础上,提出了一种基于两步链式Lin-Ker...     

多水下滑翔机海洋采样路径规划

提出了以时间为优化准则的多水下滑翔机海洋采样路径规划算法.首先,根据水下滑翔机的个数,通过空间聚类算法,把多水下滑翔机的路径规划问题转化为单水下滑翔机的路径规划问题;然后,利用2步CLK(chained Lin-Kernighan)算法,优化每一个采样子空间中的采样路径;设计了扩散算法,调节各个采样子空间的采样点,使得完成整个采样任务需要的时间最短;最后,以Sea-wing水下滑翔机为例,对上述方法进行了仿真验证,结果显示所提出的方法能够有效地降低采样作业的采样时间.     

基于GPRS的水下滑翔机器人监控系统设计

水下滑翔机器人具有续航能力强、作业时间长等特点，适合于大范围海洋环境监测应用，可用于构建近海海洋环境立体监测网络。利用近海较好的GPRS网络覆盖条件，设计了基于GPRS网络的近海水下滑翔机器人监控系统。该监控系统不仅实现了在现场监控中心对水下滑翔机器人的监控，还可以通过Internet网络对水下滑翔机器人进行远程监控。文章详细介绍了监控系统的总体架构、GPRS终端硬件设计和系统软件设计。