导读:本文包含了水下潜航器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:水下潜航器,蚁群算法,航路规划,局部动态规划
水下潜航器论文文献综述
单玉浩,杨晓东,吴兵[1]（2019）在《基于改进蚁群算法的水下潜航器安全隐蔽航路规划研究》一文中研究指出针对水下潜航器的特点和实际需求,设计潜航器安全隐蔽航路规划模型。首先对水下航路规划的影响因素集进行划分,结合水下潜航器特点,通过改进信息素更新机制及启发因子的设计,建立基于蚁群算法的潜航器全局航路规划模型;其次考虑敌我距离变化量、我方位置与目标点的距离、我方声呐盲区、敌我距离最小量作为代价函数的4个因数,建立单目标动态威胁的局部航路规划;最后通过仿真得到全局规划路径和局部避碰路径结果,说明该方法在水下潜航器航路规划具有实际应用价值。(本文来源于《舰船科学技术》期刊2019年13期）
郝芮[2]（2018）在《水下潜航器SINS/USBL/DVL组合导航算法研究》一文中研究指出现阶段,伴随着人类开发、探索海洋的热潮,普通单一的导航系统已经不能满足水下恶劣环境对水下潜航器导航定位的严苛要求,基于多传感器的组合导航定位是未来的发展方向。光纤捷联惯导系统能够给出位置、速度与姿态等有效的导航参数,具有高度自主性,且隐蔽性好,但长航时条件下误差积累。水下环境中,电磁波与光波在传播时会产生能量衰减,致使导航定位精度明显降低,所以GPS等无线电导航定位手段无法在水中使用;声波在水下衰减很小,传播距离更远,基于水声传播的超短基线定位系统与多普勒测速仪更适用于水下载体的导航定位问题。信息融合技术是组合导航定位的核心,基于卡尔曼滤波衍生出的各类滤波技术为组合导航提供了丰富、有效的理论依据。本文设计SINS/USBL/DVL组合导航系统,为提高系统的容错性,对比了基于叁种不同信息分配方法的联邦卡尔曼滤波;针对量测噪声异常处于混合高斯分布条件下,提出基于M-估计滤波;最后,将以上提出的滤波方法应用于组合导航系统进行实验仿真验证与分析。本文的主要研究内容如下:1.推导了光纤捷联惯导系统各导航参数的解算方程,构建了光纤捷联惯导系统的误差模型。介绍了超短基线定位系统基于相位差的定位方法,建立SINS/USBL状态方程,重新构造基于坐标转换后的伪观测量_rB,结合SINS实时提供的位置误差与姿态误差信息,建立量测方程。研究了多普勒计程仪的测速原理,分析和推导了DVL的误差模型,建立SINS/DVL组合导航系统的状态方程和量测方程。2.给出联邦滤波器工作的结构图,阐述了主滤波器与各子滤波器之间信息进行分配与融合的过程。引入叁种不同的信息分配方式,基于SINS/USBL和SINS/DVL两个子导航系统的滤波器,设计SINS/USBL/DVL组合导航系统,并对联邦滤波算法的有效性及容错性进行仿真验证。3.针对水下环境恶劣,声波传播可能出现干涉、多径效应等情况导致量测异常的现象,从统计学角度出发,基于最大似然估计理论,提出一种基于Huber的广义最大似然估计(M-估计)算法,用于解决组合导航系统量测噪声处于混合高斯分布的情况。同时,分别在混合高斯分布受污染不同条件下,对比了M-估计滤波算法与标准卡尔曼滤波在处理该噪声后组合导航系统各导航参数误差情况,并通过计算机仿真验证。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2018-01-01）
王珊珊[3]（2017）在《以色列推出首个自主水下潜航器》一文中研究指出以色列本·古里安大学机器人实验室研发出了以色列首个自主水下潜航器(AUV)——"Hydro Camel Ⅱ"。该实验室将专门成立一个名为"BG机器人"(BGR)的新公司,推进"Hydro Camel Ⅱ"的商品化运营。据介绍,到2023年,世界自主水下潜航器市场将达到12亿美元的规模,以每年22%的速率增长。自主水下航行器目前被用于水下探测、水下电缆敷设及检测、海洋生物学及地质学取样、考古学,以及不同类型的军事应用领域。"Hydro Camel Ⅱ"自主水下潜航器采用了最新前沿的技术,具备六自由度的高机动性和几乎垂直下(本文来源于《军民两用技术与产品》期刊2017年21期）
刘一博[4]（2017）在《水下潜航器编队海洋勘测的协调控制方法研究》一文中研究指出水下潜航器编队(通常指multiple Unmanned Underwater Vehicles,简称multi-UUVs)具有负载能力强、任务效率高、系统冗余性好的优点。潜航器编队的协调控制依赖成员之间的快速准确获取运动状态信息的能力,水下特殊的通信和工作环境增加了潜航器编队的控制和研究的难度。基于潜航器编队协调稳定地工作是执行海洋勘测任务的前提,本文以多个具有较高机动性能的潜航器作为研究对象,以海洋勘测作为任务背景,对潜航器编队协调控制问题展开研究。根据勘测任务不同阶段所面对的不同的协调控制问题,对潜航器编队在弱通信条件下及海流扰动作用下的协调控制、跟踪控制以及队形变换等关键问题进行研究和分析。本文以潜航器单体的系统结构为基础,结合编队中潜航器的自主性与协调性需求,构建基于协调层的潜航器编队分布式控制体系结构;并且以潜航器非线性耦合模型作为控制对象,构建基于精确反馈线性化的潜航器编队协调控制系统。论文主要研究内容分为以下几个部分:首先,针对水声通信带宽受限以及通信系统存在时间延迟的问题,提出一种基于双层独立通信拓扑的潜航器编队协调控制方法。一方面,在双层通信拓扑下各潜航器同时接收不同成员的位置与速度状态信息,利用一致性理论分析验证该拓扑结构下潜航器编队的稳定性并且与传统通信拓扑进行对比分析,进而建立潜航器编队协调控制问题与一致性问题的等效关系。另一方面,从时间延迟的角度,通过Lyapunov-Razumikhin理论获取确保潜航器编队在编队形成过程中稳定收敛的边界条件。在此基础上,根据未知外部扰动以及速度状态信息缺失的情况,通过设计扩张状态观测器(ESO)来获取潜航器编队的扰动及速度状态,最终获取潜航器编队在该通信条件下稳定收敛的边界条件。其次,针对水声信道不稳定以及海洋背景噪声的问题,提出一种基于双层Markov变换拓扑的潜航器编队协调控制方法。根据水下通信中通信链中断造成的潜航器失联等问题的特点,构建基于Markov随机过程的变换通信拓扑,以通过不断切换的拓扑来确保编队中全部潜航器都可以实现通信覆盖。从时间延迟的角度,利用Lyapunov-Krasovskii函数分析并获得在含有时变时间延迟的双层Markov变换拓扑条件下潜航器编队稳定收敛的充分条件。在此基础上,考虑到水下机动导致的水动力非线性变化,引入满足Bernoulli分布的附加非线性因素函数并分析其对潜航器编队稳定性的影响。从海洋背景噪声对水声信道影响的角度,利用Gaussian白噪声模拟水声信道被海洋背景噪声干扰强度,信道有效比来衡量获取编队成员的运动状态信息的有效性,进而利用噪声剥离方法获得保证潜航器编队稳定的充分条件。再次,针对未知环境中的单障碍物避碰问题,提出一种基于未知障碍物协同辨识方法和改进人工势场法的多领航者潜航器编队自主避障队形变换方法。根据队形变换过程中领航者与跟随者任务的不同,对领航者与跟随者的自主任务进行分层控制。在领航者自主层,根据潜航器的运动特性,在障碍物协同辨识方法的基础上,设计一种改进的人工势场法。各领航者在编队控制力、目标点引力以及障碍物的排斥力作用下实现在不破坏编队稳定性情况下协同避开障碍物。在跟随者自主层,跟随者分别基于通信链权重和跟随者空间相对位置设计两种自主选择领航者跟随方法完成队形变换过程中的自主分组及跟随。最后,针对未知环境中多障碍物的避碰问题,提出一种基于实时协调快速扩展随机树(RCRRT)算法的潜航器编队自主协调避障局部规划方法。通过不断更新障碍物信息获取实时遭遇概率地图(REPM),并以编队因素、随机因素以及目标因素作为RCRRT算法生成点的概率分配因素生成安全参考路径点。从提高REPM的有效性角度,利用有效度函数与平衡度函数设计障碍物信息优化方法;从局部最优路径的角度,利用能耗函数重构生成点领域内最优参考路径。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2017-03-01）
马宏宇[5]（2015）在《自主水下潜航器编队控制及可视化仿真研究》一文中研究指出进入到21世纪,随着世界各个国家开始重视海洋的探索与开发,与其相关的技术研究和产业发展都逐渐变大变强,众多先进的设备和仪器逐步从创新走向成熟走向市场。其中,自主水下潜航器(AUV)凭借着其小体积、轻重量、低造价和强智能性等优点,在深海勘测、搜索救援及军事用途等方面已经得到了广泛的应用。AUV的控制系统是AUV技术的关键,因此研究AUV的控制系统、设计算法和模拟仿真具有相当重要的使用价值和工程意义。相比单个AUV系统,多个AUV组成的编队系统能够承担更加复杂、多样的任务,所以编队的控制系统会更加的复杂,不仅要具有单个AUV的功能,而且更需要具有协调控制各个AUV的能力。本文主要研究的是AUV编队可视化仿真问题,从这个目的出发,深入探讨了 AUV编队控制、路径规划和避障方面的一些理论问题,以此为基础结合新型叁维开发平台进行AUV编队控制可视化仿真系统,总的目的是研究出一种新的仿真方式来提高多AUV编队控制仿真的动态品质,更加直观全面的验证控制器及算法的实际可靠性。论文的主要工作如下:第一部分:AUV编队控制。本文研究对象为六自由度AUV,编队策略采用领航者-跟随者(Leader-follower)方法。基于六自由度AUV数学模型,根据编队队形对各个AUV之间距离与姿态的要求,建立编队的误差模型,再根据李雅普诺夫稳定性理论,进行李雅普诺夫函数设计,推导出跟随AUV控制器。第二部分:路径规划。在编队中以领航AUV为目标,采用快速步进法(Fast-Marching),首先建立整个网格空间上每个网格的最优代价值(距离函数),进而通过所求解的最优代价值,形成一条无碰撞最优路径。第叁部分:避障。在编队中以跟随AUV为目标,采用生物启发神经网络(Biological Inspired Neural Network)作为避障算法。基于对整个水下环境进行网格建模,将每个网格定义为神经网络中的一个神经元,通过神经元活性值计算得出一条安全避障路径,并将生物启发神经网络避障算法与编队控制算法进行融合,当编队中某跟随AUV进入到障碍区域时,以正常编队时该跟随AUV在对行中的位置为目标点进行避障,离开障碍区域时则以编队控制算法进行编队。第四部分:可视化仿真。分析并设计仿真系统的需求和总体框架,研究利用Unity 3D和3DMax实现仿真系统,AUV模型由3DMax进行建模并导出为Unity 3D兼容的FBX格式文件。利用Unity 3D的脚本系统实现各算法,并将脚本绑定在视景中的目标AUV中进行编队以及避障的可视化仿真。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2015-12-01）
王金云,杨在林,王孟军,刘平安[6]（2015）在《美军无人水下潜航器技术发展综述》一文中研究指出论述了当前美军无人水下潜航器技术发展现状,分析了其未来发展趋势,并论证了其技术局限性和亟待解决的一些关键性问题,指出未来美军将致力于无人水下智能化战场新模式研究。(本文来源于《飞航导弹》期刊2015年11期）
胡必文,宋亚萍,严安庆[7]（2007）在《水下潜航器对旋推进装置的3种设计方案》一文中研究指出采用对旋推进器可以有效降低传动噪音,并兼顾水下潜航器稳定性和高效性2方面的要求,对3种设计方案进行了运动学分析和力学计算,并对3种方案各自的优势进行了讨论。(本文来源于《水雷战与舰船防护》期刊2007年04期）
章一煦[8]（2005）在《UUV：来自潜艇的“海底侦察兵”》一文中研究指出11月14日，一具无人水下潜航器从美国海军“布法罗”号(SSN715)攻击型核潜艇上成功发射。这是这种无人水下潜航器继在“环太平洋2004”演习中试验之后的又一次新试验。这次成功发射显示美国海军打造新的水下作战平台有了新进展。它引起了国际传媒的特别关注。(本文来源于《中国国防报》期刊2005-12-06）
水下潜航器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
现阶段,伴随着人类开发、探索海洋的热潮,普通单一的导航系统已经不能满足水下恶劣环境对水下潜航器导航定位的严苛要求,基于多传感器的组合导航定位是未来的发展方向。光纤捷联惯导系统能够给出位置、速度与姿态等有效的导航参数,具有高度自主性,且隐蔽性好,但长航时条件下误差积累。水下环境中,电磁波与光波在传播时会产生能量衰减,致使导航定位精度明显降低,所以GPS等无线电导航定位手段无法在水中使用;声波在水下衰减很小,传播距离更远,基于水声传播的超短基线定位系统与多普勒测速仪更适用于水下载体的导航定位问题。信息融合技术是组合导航定位的核心,基于卡尔曼滤波衍生出的各类滤波技术为组合导航提供了丰富、有效的理论依据。本文设计SINS/USBL/DVL组合导航系统,为提高系统的容错性,对比了基于叁种不同信息分配方法的联邦卡尔曼滤波;针对量测噪声异常处于混合高斯分布条件下,提出基于M-估计滤波;最后,将以上提出的滤波方法应用于组合导航系统进行实验仿真验证与分析。本文的主要研究内容如下:1.推导了光纤捷联惯导系统各导航参数的解算方程,构建了光纤捷联惯导系统的误差模型。介绍了超短基线定位系统基于相位差的定位方法,建立SINS/USBL状态方程,重新构造基于坐标转换后的伪观测量_rB,结合SINS实时提供的位置误差与姿态误差信息,建立量测方程。研究了多普勒计程仪的测速原理,分析和推导了DVL的误差模型,建立SINS/DVL组合导航系统的状态方程和量测方程。2.给出联邦滤波器工作的结构图,阐述了主滤波器与各子滤波器之间信息进行分配与融合的过程。引入叁种不同的信息分配方式,基于SINS/USBL和SINS/DVL两个子导航系统的滤波器,设计SINS/USBL/DVL组合导航系统,并对联邦滤波算法的有效性及容错性进行仿真验证。3.针对水下环境恶劣,声波传播可能出现干涉、多径效应等情况导致量测异常的现象,从统计学角度出发,基于最大似然估计理论,提出一种基于Huber的广义最大似然估计(M-估计)算法,用于解决组合导航系统量测噪声处于混合高斯分布的情况。同时,分别在混合高斯分布受污染不同条件下,对比了M-估计滤波算法与标准卡尔曼滤波在处理该噪声后组合导航系统各导航参数误差情况,并通过计算机仿真验证。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
水下潜航器论文参考文献
[1].单玉浩,杨晓东,吴兵.基于改进蚁群算法的水下潜航器安全隐蔽航路规划研究[J].舰船科学技术.2019
[2].郝芮.水下潜航器SINS/USBL/DVL组合导航算法研究[D].哈尔滨工程大学.2018
[3].王珊珊.以色列推出首个自主水下潜航器[J].军民两用技术与产品.2017
[4].刘一博.水下潜航器编队海洋勘测的协调控制方法研究[D].哈尔滨工程大学.2017
[5].马宏宇.自主水下潜航器编队控制及可视化仿真研究[D].哈尔滨工程大学.2015
[6].王金云,杨在林,王孟军,刘平安.美军无人水下潜航器技术发展综述[J].飞航导弹.2015
[7].胡必文,宋亚萍,严安庆.水下潜航器对旋推进装置的3种设计方案[J].水雷战与舰船防护.2007
[8].章一煦.UUV：来自潜艇的“海底侦察兵”[N].中国国防报.2005