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原文传递水下滑翔机系统的效能评估研究

论文题名：	水下滑翔机系统的效能评估研究
关键词：	水下滑翔机;效能评估;ADC模型;组合赋权;云模型;系统设计
摘要：	水下滑翔机是一类广泛使用的水下无人自主作业潜器。它通过自身浮力调节完成锯齿形剖面运动，在上浮与下潜期间通过搭载所需的任务载荷完成海洋观探测任务的数据采样收集工作。它具有可工作时间长、平台运行稳定、扩展性强、费效低等优势，适用于海洋大范围、长时序的观探测任务场景，具有广阔的应用前景。　　效能评估是对系统在一定条件下完成任务程度的度量。当前，面向水下无人系统的效能评估及理论方案研究较少，虽然水下滑翔机已在海洋观探测领域中广泛使用，仍不能对其完成典型任务程度进行全面与客观的量化分析。因此，本文提出了一种基于ADC模型的水下滑翔机系统效能评估方案，并开展了实例解算验证，为水下滑翔系统设计研制、实际应用、任务决策及系统优化提供理论指导，本文主要研究内容和成果如下：　　提出了一种基于ADC模型的水下滑翔机系统效能评估方案。针对水下滑翔机典型任务，确定系统效能评估方案及解算流程，基于水下滑翔机系统可用度、可信度、任务能力构建了效能评估指标体系。基于水下滑翔机系统功能构成与可靠性模型，结合系统状态相近合并原理划分系统工作状态，结合可用度定义获取了水下滑翔机系统可用度向量。基于马尔可夫随机过程，由系统工作状态转移图得到系统一步状态转移矩阵，进而由一步状态转移微分方程组获取了水下滑翔机系统可信度矩阵。　　建立了水下滑翔机系统任务能力评估指标体系与评分方法。提出一种基于最小二乘算法的AHP-CRITIC主客观组合赋权法为系统任务能力评估指标赋权。基于云模型理论，结合正、逆向云发生器算法与任务能力评价指标体系权值获得系统综合云模型与任务能力值，基于云期望曲线法获得云模型相似度与任务能力评级。　　基于Matlab/AppDesigner平台，开发了用于水下滑翔机系统效能评估的软件，并对水下滑翔机系统效能评估方案开展实例验证分析。综合系统可用度向量、可信度矩阵、任务能力求解出水下滑翔机系统效能值，并通过数值结果验证了该方案的合理性与可行性。
作者：	杨秀竹
专业：	机械工程
导师：	杨亚楠;孙秀军
授予学位：	硕士
授予学位单位：	天津大学
学位年度：	2022