隨著水下自主航行器的高速發(fā)展,其航行時間越來越長,任務要求越來越復雜,航行風險越來越高。為了保證自航模高效、可靠地完成復雜的航行任務,如何在出現(xiàn)子系統(tǒng)故障和危險時提高自航模的航行穩(wěn)定性和生命力逐漸成為重要的研究的領域。賦予自航模故障診斷、高效決策和可靠應急動作的功能可大大提高其生命力。本文著眼于大尺度無人潛艇的應急控制技術的研究和驗證。大尺度無人潛艇已超出AUV的尺寸范圍,更加接近于潛艇的尺度。相比于大尺度AUV,其具備更大的慣性和更快的航行速度,無人艇航行狀態(tài)的改變會因此產(chǎn)生時延,對控制效果提出更高的要求。相比于潛艇,全自主的模式帶來更多獨特的挑戰(zhàn),比如實時性要求,大負荷情況下高效決策要求。為此,本文設計了一套智能、高效的應急控制方法。首先,本文針對無人潛艇的航行特性進行分析,評估航行風險,并提出解決方案�；诜治�,本文設計了一種分布式實時監(jiān)控框架,對于大規(guī)模系統(tǒng)具有可靠的監(jiān)測能力;在診斷、推理方面,對艇載系統(tǒng)的故障完成故障樹建模和分析,然后提出一種含權故障樹匹配推理機制,可對大量故障快速分級;在決策機制方面設計了一套專家系統(tǒng),融入有限狀態(tài)機,提升其實時處理大量、持續(xù)變化的輸入事件的... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

高壓吹除系統(tǒng)物理模型

圖 2- 1 “正常-異常-應急”概念圖本文基于實艇操縱特性和上述概念的劃分，將應急控制分為 3 個模塊，分別、診斷、決策模塊、應急越控模塊、應急上浮模塊，如圖 2-2 所示。監(jiān)測、診斷、決策模塊完成故障數(shù)據(jù)和信號的采集，并決策出當前無人潛艇危險狀態(tài)，如果處于危險狀態(tài)，則輸出當前的應急狀態(tài)等級。如果當前無人“無危險”狀態(tài)，激活應急越控模塊，持續(xù)監(jiān)測全艇狀態(tài)，并對異常部位重無人潛艇處于“帶病工作”的狀態(tài)。此設置增強了無人潛艇的容錯能力，滿艇工程要求，可盡可能完成每一次的航行任務，節(jié)省成本。如果當前無人潛艇處于某一級的應急狀態(tài)，激活應急上浮模塊，該模塊根據(jù)的等級，規(guī)劃應急上浮動作的指令，下達給各艇載執(zhí)行系統(tǒng)。在應急上浮過程塊實時監(jiān)控上浮運動過程，保證上浮的快速性和穩(wěn)定性。監(jiān)測、診斷、決策模塊應急越控模塊無危險

圖 2- 1 “正常-異常-應急”概念圖本文基于實艇操縱特性和上述概念的劃分，將應急控制分為 3 個模塊，分別為監(jiān)測、診斷、決策模塊、應急越控模塊、應急上浮模塊，如圖 2-2 所示。監(jiān)測、診斷、決策模塊完成故障數(shù)據(jù)和信號的采集，并決策出當前無人潛艇是否處于危險狀態(tài)，如果處于危險狀態(tài)，則輸出當前的應急狀態(tài)等級。如果當前無人潛艇處于“無危險”狀態(tài)，激活應急越控模塊，持續(xù)監(jiān)測全艇狀態(tài)，并對異常部位重點注，無人潛艇處于“帶病工作”的狀態(tài)。此設置增強了無人潛艇的容錯能力，滿足無人潛艇工程要求，可盡可能完成每一次的航行任務，節(jié)省成本。如果當前無人潛艇處于某一級的應急狀態(tài)，激活應急上浮模塊，該模塊根據(jù)應激狀態(tài)的等級，規(guī)劃應急上浮動作的指令，下達給各艇載執(zhí)行系統(tǒng)。在應急上浮過程中該模塊實時監(jiān)控上浮運動過程，保證上浮的快速性和穩(wěn)定性。

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于小波包變換-主元分析-神經(jīng)網(wǎng)絡算法的多電平逆變器故障診斷[J]. 宋保業(yè),徐繼偉,許琳.  山東科技大學學報(自然科學版). 2019(01)
[4]典型ROV/AUV在深�？茖W考察中的丟失過程及原因[J]. 張同偉,秦升杰,唐嘉陵,王向鑫.  船舶工程. 2018(06)
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博士論文
[1]AUV協(xié)同定位中的故障診斷與容錯控制研究[D]. 史宏洋.哈爾濱工程大學 2015
[2]潛艇應急上浮操縱運動分析與控制技術研究[D]. 戴余良.武漢理工大學 2007

碩士論文
[1]全海深水下機器人多模式拋載技術研究[D]. 鮑林.哈爾濱工程大學 2018
[2]基于狀態(tài)和參數(shù)估計的重載列車ECP系統(tǒng)故障診斷[D]. 覃育富.中南大學 2014
[3]基于神經(jīng)網(wǎng)絡的非線性系統(tǒng)傳感器故障診斷研究[D]. 王霞.西北工業(yè)大學 2002



本文編號：3307981