波浪滑翔器的动力学建模与自主控制方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51879057
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    李晔
  • 依托单位：
    哈尔滨工程大学
  • 学科分类：
    E1102.船舶工程
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Wave glider is a class of novel marine vehicle unique in its ability to harness wave energy for platform propulsion, and it has great advantages in large scale, long time and low cost marine environment monitoring. Focusing on the maneuverability and autonomy of the wave glider, we concentrate on the dynamic transmission mechanism of wave glider. Considering influences of dynamic characteristics of elastic states of lanyard, a time-sharing multi-body dynamic model will be finely established. Considering the influence of the unique multi-body structure of wave glider on control characteristics and large span of working environments, we explore the adaptive control method by fuse yawing information of float and glider. Considering currents influence wave glider deeply and wave glider is weak maneuvering, we plan to analyze the influence mechanism of current disturbances on wave glider in path tracking task, then a global prediction of current field and a self-propelled speed model will be established. An innovative path planning method will be used to obtain the optimal path of time cost with physical reachability. Simulation experiments, tank trials and sea trials are listed in plan to verify the motion ability and autonomous control ability of wave glider.
波浪滑翔器作为一种波浪能推进的新概念海洋航行器，在大范围、长时间、低成本的海洋监测中具有极大优势。本研究针对波浪滑翔器的机动性与自主性问题，重点开展波浪滑翔器的动力学传动机理研究，考虑系索张紧放松状态对动力学特性的影响，建立分时段精细化的多体系统动力学模型；考虑波浪滑翔器独特的多体结构对控制特性的影响和波浪滑翔器工作环境跨度大的特点，探究多体艏摇信息融合自适应控制方法；考虑波浪滑翔器受海流干扰严重而自主机动性较弱的特点，分析海流干扰对波浪滑翔器航迹跟踪的影响机理，建立全局预测海流场和自主驱动航速模型，采用创新的路径规划方法，获得物理可达且时间成本最优的路径。通过仿真、水池和海上试验，验证波浪滑翔器高效运动和自主控制能力。

结项摘要

波浪滑翔器作为一种波浪能推进的新概念海洋航行器，在大范围、长时间、低成本的海洋监测中具有极大优势。本研究针对波浪滑翔器的机动性与自主性问题，重点开展波浪滑翔器的动力学传动机理研究，考虑系索张紧放松状态对动力学特性的影响，建立分时段精细化的多体系统动力学模型；考虑波浪滑翔器独特的多体结构对控制特性的影响和波浪滑翔器工作环境跨度大的特点，探究浮潜多体艏向信息融合的航向控制；考虑波浪滑翔器受海流干扰严重而自主机动性较弱的特点，分析海流干扰对波浪滑翔器航迹跟踪的影响机理，采用创新的路径规划方法，获得物理可达且时间成本最优的路径。通过仿真、水池和海上试验，验证波浪滑翔器高效运动和自主控制能力。

项目成果

期刊论文数量（46）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（3）
Turning circle based trajectory planning method of an underactuated AUV for the mobile docking mission
基于回转圆的移动对接任务欠驱动AUV轨迹规划方法
  • DOI：
    10.1016/j.oceaneng.2021.109546
  • 发表时间：
    2021-09
  • 期刊：
    OCEAN ENGINEERING
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Xie Tianqi;Li Ye;Jiang Yanqing;Pang Shuo;Wu Haowei
  • 通讯作者：
    Wu Haowei
Heading control of unmanned surface vehicle with variable output constraint model-free adaptive control algorithm
变输出约束无模型自适应控制算法的无人水面艇航向控制
  • DOI：
    10.1109/access.2019.2928019
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    IEEE Access
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Quanquan Jiang;Yulei Liao;Ye Li;Jiajia Fan;Yugang Miao
  • 通讯作者：
    Yugang Miao
Heading MFA control for unmanned surface vehicle with angular velocity guidance
具有角速度制导的无人地面车辆航向 MFA 控制
  • DOI：
    10.1016/j.apor.2018.08.015
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Applied Ocean Research
  • 影响因子：
    4.3
  • 作者：
    Li Ye;Wang Leifeng;Liao Yulei;Jiang Quanquan;Pan Kaiwen
  • 通讯作者：
    Pan Kaiwen
Proximate time optimal for the heading control of underactuated autonomous underwater vehicle with input nonlinearities
具有输入非线性的欠驱动自主水下航行器航向控制的近似时间最优
  • DOI：
    10.1016/j.apor.2019.102002
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    APPLIED OCEAN RESEARCH
  • 影响因子：
    4.3
  • 作者：
    An Li;Li Ye;Cao Jian;Jiang Yanqing;He Jiayu;Wu Haowei
  • 通讯作者：
    Wu Haowei
Distributed coordinated tracking control of multiple unmanned surface vehicles under complex marine environments
复杂海洋环境下多无人水面艇分布式协调跟踪控制
  • DOI：
    10.1016/j.oceaneng.2020.107328
  • 发表时间：
    2020-06
  • 期刊：
    Ocean Engineering
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Xiao Liang;Xingru Qu;Yuanhang Hou;Ye Li;Rubo Zhang
  • 通讯作者：
    Rubo Zhang

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  • 通讯作者：
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  • 通讯作者：
    黄睿
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    郝雯;王映辉;李晔;石争浩;赵明华;梁玮
  • 通讯作者：
    梁玮
道路交通碳排放权交易研究现状与展望
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  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    同济大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李晔;李文翔;魏愚獒
  • 通讯作者：
    魏愚獒

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AI技术路线图

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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