毕业论文课题相关文献综述

1.1潜水无人艇的研究背景

占地表面积71%的海洋是一个富饶而远未充分开发的宝库，也是各国激烈角逐的主战场，无人潜水器( UUV)是未来海洋开发和海洋军事领域应用不可缺少的工具，具有极为广阔的发展前景。在民用领域，UUV可以进行海洋科学考察、石油勘探、海底矿产资源考察、海事救援、海底考古和遗失物打捞、海底光缆铺设、水下旅游观光等;在军用领域，UUV将扮演无人智能化武器作战平台角色，可以开展情报收集、监视和侦察猎雷、反潜、作为通信导航网络节点、电子战、作为潜艇诱饵、远程火力攻击、深水救难等。

目前很多国家海军都在研制各种用途的无人潜水器,包括探雷、扫雷、侦察无人潜水器等。随着海洋资源开发活动的蓬勃发展和海洋调查观测技术趋向立体化，潜水艇作为向深海延伸的一种重要手段，日益受到重视。潜水艇已成为一种独特的水下观测和水下作业装置。潜水艇潜入海洋深处和进行海底作业的能力，是现有的其它海洋工具所无法比拟和不能代替的。潜水无人艇能最大限度地接近目标，可以获得更具体、更详尽、更精确的资料，完成水面船只无法胜任的调查研究任务。另外，潜水无人艇的应用还获得了一些近代海洋科学研究的重大发现。例如，美国在太平洋的加拉帕戈斯断层的2000米深的海底，使用潜水无人艇发现了从海底喷出的岩浆，并在这个海底火山口处发现了温泉和我们从未见过的生物圈，这巳成为二十世纪最大的发现之一。潜水器的开发和应用越来越受到人们的重视，已成为一个海洋开发中不可缺少的组成部分。特别是近十余年来，世界潜水无人艇发展很快，有人把它称为异军突起。无人潜水艇在海洋科学考察及水下工程技术中显示了独特的优越性，这是因为无人潜水艇的最大特点是水面遥控，型小体轻，机动灵活，可长时间在水下观测等，所以获得了迅速的发展。

1.2潜水无人艇的国内外研究现状

目前，世界各先进国家海军装备的军用无人潜水艇大多是有缆控制的潜水器，它们的战斗使命主要是探测和销毁水雷。比较有代表性的先进的潜水艇有法国的PAP104、意大利的Pluto -plus、德国的企鹅-B3、瑞典的海鹰、加拿大的开路先锋等。这些潜水艇的探测和识别设备主要是前视声呐和水下电视。潜水艇上装备有水声应答器，与舰艇上的DGPS一起进行水下潜水器的大地定位。缆控潜水艇的最大优点是能实时控制潜水艇的运动状态，实时观察潜水艇探测的目标信息和声呐、电视图像。潜水艇操作员能操纵潜水艇及时处理水雷目标。缆控潜水艇的另一个最大优点是潜水艇所需的电能可由母船补充，使潜水艇体积小且续航力不受电池容量的限制。缆控潜水器的不足之处是电缆长度有限，潜水艇活动范围较小，并且容易造成电缆水下缠绕故障，给使用带来不便。因此，各先进国家积极开展无缆自治式军用潜水艇的研究(AUV )。

目前，无缆自治式军用潜水艇的使命大多是进行勘察和侦察。它装备有DGPS和内导航系统，可自身进行大地定位。通过预编程控制潜水艇航行，也可利用水声信号控制潜水艇的航行状态。但由于水声信号通带较窄和水声信号传播速度较慢，不能真正实时控制和传输射频或视频信号。因此只好将声呐、电视等信息进行储存，待潜水器回收后进行事后分析和处理。为了克服不能实时分析和处理的缺点，有些国家采用半潜式工作方式。如德国采用遥控艇拖曳潜水器在前方航行，母船在后面跟随的方式进行探灭雷，潜水器的声呐、电视等设备以及各传感器的探测信号传给遥控艇，遥控艇和母船用射频进行信息交换，实现实时控制和实时信息处理。意大利则采用潜水器自带一段电缆，将射频天线浮出水面，潜水器在前方航行，母船和潜水器通过无线电进行信息交换，实现实时控制和实时信息处理。此种工作方式较适用于水深较小的水域。如水深较大(如大于200m )，则拖曳部分太长.与缆控潜水器无多大差别。民用方面根据使用情况的不同而使用不同类型的潜水器。在无人潜水器中，技术比较成熟、使用较多的是系缆式无人潜水器。它主要用于较小范围的特定目的的观测、调查和作业，其仪器设备也是根据需要配备的，如电视摄象机、声纳、机械手等。比较著名的有美国的RCV-150"型、 RCY-225"型以及雷康系列产品等。 目前，无缆式无人潜水器已经建造出来并在不断改进和发展中。为了提高无人潜水器的技术性能，脐带越来越细。无人潜水器之所以能在传统的载人潜水器之，后发展起来，因为它具有载人潜水器所不具备的优点。人们知道海底的环境是高压、寒冷、黑暗的，特别是在恶劣的环境中完成复杂艰巨的任务时，人下到海底危险性很大。而无人潜水器不需要人下潜到海底，观测人员可在母船上通过各种观测装置和各种仪器，监视和控制无人潜水器在水下的作业活动，无人潜水器比载人潜水器小得多，机动性能好，特别适合于在狭窄的区域作业，只要备有起重机等设备的船就可以作为无人潜水器的母船。除无缆式潜水器以外，一般的无人潜水器都有一条脐带，母船通过这条脐带向无人潜水器提供能源和控制信息。只要母船不断地供给能源，无人潜水器就可以长时间在水下作业。它比载人潜水器在水下工作时间长得多。随着水下电视技术的发展，观测人员可以在母船上观看电视屏幕，近似于在水下作业。另外，无人潜水器比载人潜水器造价也低得多。

基于上述原因，尽管目前无人潜水器尚未完全达到近似人的眼、耳、手足的功能，但发展很快，各国都在争相研制。随着科学技术的发展，工艺水平的不断提高，目前尚存的一些缺点必将被克服，无人潜水器的技术性能日臻完善，必将在海洋开发上得到更加广泛的应用。因此，无人潜水器巳成为今后深潜技术的主要发展方向之一。将来若能研制出具有人工智能的无人潜水器，肯定能代替载人潜水器进行大部分水下作业，可见无人潜水器有着广阔的发展前途.