江苏龙网

  1. 首页 > 资讯 > 科技 > >

##无人艇关键技术的现状与发展趋势( 三 )


传感器解决的是眼睛的问题 。练就火眼金睛 ， 不单要充分利用舰船导航已有成果 ， 还要借鉴无人驾驶汽车、无人机等方面的技术突破 。
关键技术·控制系统
船舶运动具有非线性、大时滞、大惯性的特点 ， 又易受风、浪、流等干扰 ， 其运动控制本质上是复杂非线性、不确定性系统的控制 。水面舰船仅依靠螺旋桨和舵进行操控 ， 由转舵力矩和螺旋桨纵向推力 ， 同时控制船舶水平面位置和航向角3个自由度运动 ， 属于欠驱动系统 。
为利于工程实现 ， 大多数船舶控制系统采用了理想化的线性数学模型 。实际上 ， 船舶的水动力系数往往随环境和时间而变化 ， 事先不容易获得精确的数值 。近年来 ， 很多新的鲁棒控制理论被运用于船舶运动控制 ， 但综合考虑风浪流干扰等因素的控制系统 ， 至今没有比较好的解决方案 。特别在高海况下 ， 由于各种扰动的耦合 ， 流体阻尼 ， 测量误差增大 ， 精确控制的难度较大 。无人艇由于排水量小 ， 航速高 ， 高海况下运动幅度远大于有人舰船 ， 操控难度更大 。具体表现在 ， 高于3级海况后 ， 失速明显 ， 航向角保持困难 ， 航线与预定轨迹产生较大的偏离 。所以 ， 需要研究适应不同海况的控制模型 ， 才能实现对无人艇的精准控制 。
关键技术·通信系统
通信系统的重要性 ， 在海上无人装备体现得越来越明显 。无人船艇和远程控制系统之间存在无时不在、紧密的联系 。通信的中断 ， 意味着无人艇如断线风筝一样 ， 可能从此失联 。因此 ， 一般出现通信问题的时候 ， 出于安全考虑 ， 首先策略是停机 ， 让无人艇处于自由漂泊状态 ， 等待通信恢复 。无人艇还远远没达到自主寻找回家路的阶段 。某种意义上说 ， 可靠通信的范围 ， 就是无人艇执行各种任务的最大范围 。美国“海猎手”无人艇能够实现自主跨洋航行 ， 其无所不在的空天、海洋通信网络 ， 起到了非常关键的作用 。
挑战赛中 ， 海上、湖上通信问题频发 ， 主要和竞赛各艇队之间强烈的电磁同频干扰有关 。此外 ， 通信受环境影响大 ， 周边建筑或山包阻挡 ， 通信波束海面反射和大气散射等因素 ， 使得实际通信距离比在空旷、干净的陆上环境下测试结果要低得多 。
传统船舶通信时 ， 海上无线通信、卫星通信和岸基移动通信共同构成海洋通信网络,实现语音、数据信息传输 。海上无线电通信网络的成本较低,但覆盖范围有限;海洋卫星通信网络能够提供全球覆盖,但价格昂贵且通信速率低;蜂窝网拓展到海洋应用能提供高速率、低价格的通信服务,但覆盖范围又非常小 。现阶段 ， 无人艇主要采用无线电通信 ， 重点是解决好10海里内5M以上带宽的可靠通信问题 ， 保障通信具备强的抗干扰性；同时 ， 要考虑无人艇在弱通信条件下 ， 应具备依托船载传感器和计算机 ， 实现一定时间内安全、自主的航行保障能力 。对于中大型无人艇 ， 需要提前研究远海通信体系对于无人艇的适用性问题 。
##无人艇关键技术的现状与发展趋势
文章图片

文章图片

此外 ， 由于船舶和远程控制系统之间的紧密通信联系 ， 网络的安全性非常重要 。所有的远程遥控设施和相关船载系统都要考虑网络安全问题 。总的原则是设置网络安全深度防御机制 ， 通过多层网络设置 ， 对网络侵害行为进行阻止、辨识防范 ， 降低网络安全问题对系统的损坏 。


推荐阅读


上一篇：[]任正非：200亿美金的投入是为了保持业务的全球竞争力

下一篇：「」3个月身家暴涨20亿美元，Zoom创始人袁征的创业经