仿生机器鱼运动学参数优化选择的试验方法研究

建立了仿生机器鱼在一维稳态游动时的运动学数学模型；运用遗传算法对该模型中的运动学参数如何进行优化选择和组合进行了试验研究，并提出了试验的模型和方法．该模型对于开展包括鱼雷在内的无人水下航行体的推进技术研究有较大的参考意义．     

测量误差对水下地形匹配性能的影响研究

在水下地形匹配辅助导航过程中,潜航器的深度、速度和航向测量误差直接对地形匹配性能产生不同的影响。为了确定各种测量误差的影响程度,在两块不同的真实地形上运用PMF(point-mass filter)算法对这些误差大小进行了仿真研究。结果表明:在平坦地形中深度测量误差对匹配性能的影响最大;而当速度误差和航向误差达到一定值时,匹配结果不再收敛。研究成果可以为水下地形匹配辅助导航技术的工程应用提供理论参考。     

水下地形匹配导航中的地形可导航性分析

水下地形匹配导航是潜航器利用海底地形地貌的分布特征进行相关匹配运算,从而实现准确定位的导航方法,即使是同一潜航器在经过不同地形特征区时其匹配精度差异较大。针对该问题,提出了基于地形统计特征的可导航系数,用以衡量某一地形区域的可导航性能,并运用PMF算法对不同导航系数的航路进行了导航性能仿真。仿真结果表明,该系数可作为水下地形匹配导航航路选择的参照标准,从而有效地提高水下潜器的导航精度。     

超空泡鱼雷有关流体动力分析

针对从理论上难以解析计算超空泡鱼雷流体动力的问题，阐述了一种超空泡鱼雷流体动力数值计算的简单而有效的方法，该算法具有计算量小、执行速度快的特点，数值计算的结果与试验结论吻合．同时，对超空泡高速鱼雷的有关控制力问题进行了分析．     

基于PMF和TERCOM组合算法的水下地形匹配技术

南于自主式水下航行器的导航受海水环境的影响,其定位精度不高,目前较好的解决方法之一是采用水下地形匹配辅助导航系统.本文针对该系统最核心部分的匹配算法,提出了一种定位精度更高的组合算法.为了解决质点滤波(PMF)算法存在的计算量大、收敛速度慢和对初始误差比较敏感的问题,提出了一种将地形轮廓匹配(TERCOM)算法和PMF算法进行组合的方案.首先分析了搜索区域分辨率对PMF算法的影响,然后分别对以TERCOM为粗匹配、PMF为精匹配和以PMF为粗匹配、TERCOM为精匹配的两种组合算法进行了仿真比较.结果表明,第1种组合算法无论在大起伏地形还是在平坦地形中都显示出了更快的收敛性和更高的定位精度,是一种具有较高工程应用价值的算法.     

基于微分进化-蚁群优化算法的潜航器航路规划

航路规划是包括新型巡航鱼雷和诱饵、远程布雷系统等潜航器完成指定任务的关键技术之一;为了解决蚁群优化算法在航路规划时存在的容易陷入局部最优、收敛速度慢等问题,引入了微分进化原理,对蚁群优化算法进行了改进,提出了微分进化-蚁群优化混合算法;该算法将微分进化的随机偏差扰动产生新个体的思想融入到蚁群优化算法中,对蚁群算法的信息素进行优化;最后以潜航器航路规划问题为实例,对改进后的混合算法进行了仿真研究;结果表明:提出的混合算法不仅能够得到更好的解,还能显著地提高算法的收敛速度。     

泄洪洞上平段高外水压力作用下的衬砌安全性数值分析与评价

白鹤滩泄洪洞规模宏大且围岩地质条件复杂,当大坝蓄水至正常蓄水位时,受外水压影响,泄洪洞衬砌的安全性评估是电站运行期的关键技术问题。以左岸1号泄洪洞受外水压影响为例,采用3DEC数值分析软件分析在不同蓄水位、不同衬砌厚度下,渗流场对衬砌安全性影响。研究表明,由于外水水头不大,衬砌整体的受力水平不高;在衬砌拱肩及拱脚位置局部应力集中,主应力相对较大,但均不超过10 MPa,所以衬砌受力大小相比C30混凝土材料的抗压和抗拉强度设计值处于较低的水平,具有较好的安全性。研究成果可为类似深埋地下工程施工及支护方案的确定提供参考。     

充气头型对超空泡轴对称体阻力特性影响的试验研究

为了了解充气空泡对不同头型的空泡特征及对轴对称体阻力特性的影响,在高速水洞中试验研究了三种典型头体在不同空泡数下,轴对称体上充气空泡的几何特征以及相对应的阻力特性,分析了充气数对轴对称体空泡特征与阻力的影响.试验结果表明,充气模型的空泡长度、厚度、空泡角随充气量增加而增大, 从模型头部充气,能够产生稳定形状的空泡覆盖模型,针对某种特定形状模型,充气产生的空泡能够形成减阻的效果.     

T-S模糊跟踪控制在飞行器控制回路中的应用研究

针对飞行器控制回路设计中的跟踪问题。给出了采用分布并行补偿控制技术的Takagi-Sugeno模糊控制系统实现无静态误差跟踪的定理。利用线性参变系统二次稳定的充要条件证明了满足某飞行器俯仰通道二次稳定的公共正定矩阵P的存在性,考虑控制输入限制和气动参数在其标称值的30％范围内变化的控制品质．利用Matlab软件的LMI工具箱设计了满足闭环系统二次稳定的T—S模糊跟踪控制器,数字仿真的结果表明所设计的控制器满足总体设计的要求。