[发明专利]一种基于深度学习的潜艇抗沉系统

说明书

本发明提供一种基于深度学习的潜艇抗沉系统，包括潜艇仿真试验平台、分类单元、深度学习单元、高压气控制单元和在线学习单元；搭载潜艇仿真试验平台，采集数据；将采集的数据导入分类单元，将破损后潜艇的状态分为可自救和坐沉；将分类单元中可自救的样本数据进入深度学习单元，实时分析数据，判断潜艇状态，并向高压气控制单元发出指令；对指定舱室吹除压载水，达到矫正姿态，实现智能抗沉的目的；将使用历史数据构建的基于深度学习的潜艇抗沉系统加入潜艇仿真实验平台，使其进行在线学习。本发明当潜艇出现非正常运行工况，该系统能够在很短的时间内给出高压气吹除方案，调整潜艇的姿态，使其在一定程度上能够正常运行，实现辅助决策的功能。

技术领域

本发明涉及一种潜艇抗沉系统，尤其涉及一种基于深度学习的潜艇抗沉系统，属于潜艇抗沉领域。

背景技术

21世纪是海洋的世纪，随着陆地资源的任意开发和过度使用，人们不得不将未来的发展重心逐渐向海洋转移。大海的面积占地球表面积近5/7，海洋中蕴含着丰富的生物、矿产等资源，海洋的地位在人类的生存和发展中占据着越来越重要的地位，海洋资源的开发和探索已经上升到海洋资源国家的战略发展高度。根据世界海洋法规定，中国拥有的海洋国土面积是299.7万平方公里，是世界上当之无愧的海洋大国，中国沿海一线有近万个大小岛屿，近年来由于电子计算机技术的高速发展潜艇水下活动的危险性也就不断增加，对抗沉性提出了更高的要求。

潜艇抗沉性是指潜艇抵抗海损事故危害的防沉和抗沉能力，是组成潜艇生命力的重要部分，也是潜艇能够在事故中存活下来的必要条件。在潜艇遭遇紧急情况时，指挥人员的决策能力较正常情况下是有限的，而且潜艇的最佳自救时间很短，如不采取措施，或者采取错误的措施，可能在几十秒甚至几秒内就倾覆。在这种情况下，操作人员根本无暇顾及数值分析结果，最终决策主要取决于自身的经验和主观臆断。

发明内容

本发明的目的是为了帮助潜艇指挥人员在潜艇失事时能够得出最适合的解决方案而提供一种基于深度学习的潜艇抗沉系统。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于深度学习的潜艇抗沉系统，包括潜艇仿真试验平台、分类单元、深度学习单元、高压气控制单元和在线学习单元；

潜艇仿真试验平台：搭载潜艇仿真试验平台，采集数据；

分类单元：将采集的数据导入分类单元，将破损后潜艇的状态分为可自救和坐沉；

深度学习单元：将分类单元中可自救的样本数据进入深度学习单元，实时分析数据，判断潜艇状态，并向高压气控制单元发出指令；

高压气控制单元：对指定舱室吹除压载水，达到矫正姿态，实现智能抗沉的目的；

在线学习单元：将使用历史数据构建的基于深度学习的潜艇抗沉系统加入潜艇仿真实验平台，使其进行在线学习。

本发明还包括这样一些特征：

1.所述的潜艇仿真实验平台，选定预搭载智能抗沉系统的潜艇，固定坐标系E-ξηζ固定随潜艇移动，为随体坐标系，以潜艇的前进方向为x轴，平移方向为y轴，下潜方向为z轴，纵倾方向q绕y轴，横滚方向p绕x轴，首摇方向r绕z轴，然后通过计算机制造潜艇破损情况，然后得出此时最优的解决方案，收集潜艇的横倾角纵倾角θ、所处水深h、破损面积s，破损位置w和进水量v历史信息，作为离线学习样本；

2.所述的分类单元采用多维K近邻算法对数据进行分类，输入训练数据集

通过分类单元输出各个训练样本点所属的类别：可自救或坐沉；