本文關(guān)鍵詞：水下滑翔機(jī)質(zhì)心測量系統(tǒng)研究

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【摘要】：隨著我國對海洋領(lǐng)域探索的不斷深入,水下滑翔機(jī)這類自主式水下航行器也得到了廣泛的應(yīng)用。水下滑翔機(jī)是通過調(diào)節(jié)自身浮力大小和質(zhì)心位置來實(shí)現(xiàn)無動力水下航行的,質(zhì)心位置(軸向位置和徑向質(zhì)偏)的高精度測量,對于提高水下滑翔機(jī)航行的穩(wěn)定性和可控性等方面具有重要作用。由于水下滑翔機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,其質(zhì)心位置的理論值與真實(shí)值相差較大。因此需要為水下滑翔機(jī)研制專門的質(zhì)心測量系統(tǒng),并對其進(jìn)行相關(guān)的研究首先根據(jù)水下滑翔機(jī)質(zhì)心測量要求及其技術(shù)指標(biāo),分析了現(xiàn)有的質(zhì)心測量技術(shù),并結(jié)合水下滑翔機(jī)自身的外形特點(diǎn),采用了一種有效且精度較高的測量方法,設(shè)計(jì)了方便可行的測量方案,根據(jù)所確立的測量方法,應(yīng)用模塊化思想設(shè)計(jì)了水下滑翔機(jī)質(zhì)心測量裝置,并且基于LabVIEW環(huán)境編寫質(zhì)心測量系統(tǒng)軟件.其次分析水下滑翔機(jī)質(zhì)心測量不確定度的來源,并以此為依據(jù)建立不確定度數(shù)學(xué)模型,通過對其不確定度的分析可知:稱重傳感器分布距離(軸向分布距離與徑向分布距離)越大,測量結(jié)果的誤差也越大;測量過程中的旋轉(zhuǎn)角度在某一特定值時(shí)測量誤差最小,當(dāng)小于該特定值時(shí)測量誤差急劇增大,當(dāng)大于該特定值時(shí)測量誤差會小幅增加。再次從實(shí)際測量出發(fā),通過研究質(zhì)心測量系統(tǒng)中各坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)變換過程得到了非水平狀態(tài)下質(zhì)心坐標(biāo)在各個(gè)坐標(biāo)系中的換算關(guān)系,再對非水平狀態(tài)下的測量裝置進(jìn)行受力分析,得到稱重傳感器的測量值與不同坐標(biāo)系下質(zhì)心坐標(biāo)的換算關(guān)系。通過聯(lián)立求解矩陣方程,得到了非水平狀態(tài)下基于三點(diǎn)質(zhì)心測量法的質(zhì)心測量算法。最后搭建了試驗(yàn)平臺通過標(biāo)定試驗(yàn)可知,所設(shè)計(jì)的水下滑翔機(jī)質(zhì)心測量裝置能夠滿足各項(xiàng)性能指標(biāo),再通過對質(zhì)心軸向位置和徑向偏心距的測量試驗(yàn),驗(yàn)證了不確定度分析得出的結(jié)論同時(shí)也驗(yàn)證所提出的非水平狀態(tài)下質(zhì)心測量算法的正確性。
【關(guān)鍵詞】：水下滑翔機(jī) 質(zhì)心測量 三點(diǎn)測量法 不確定度 非水平狀態(tài)
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U674.941
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題研究目的和意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容13-14
• 2 水下滑翔機(jī)質(zhì)心測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)14-34
• 2.1 質(zhì)心測量系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)14
• 2.2 質(zhì)心測量方法分析14-23
• 2.3 質(zhì)心測量裝置設(shè)計(jì)23-29
• 2.4 質(zhì)心測量軟件設(shè)計(jì)29-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 3 水下滑翔機(jī)質(zhì)心測量的不確定度分析34-43
• 3.1 質(zhì)心測量不確定度概述34
• 3.2 質(zhì)心測量不確定度的數(shù)學(xué)模型34-35
• 3.3 質(zhì)心測量不確定度分析35-41
• 3.4 本章小結(jié)41-43
• 4 非水平狀態(tài)下的質(zhì)心測量研究43-53
• 4.1 概述43
• 4.2 坐標(biāo)系變換與坐標(biāo)變換矩陣43-46
• 4.3 基于三點(diǎn)測量法的非水平質(zhì)心測量研究46-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 5 水下滑翔機(jī)質(zhì)心測量試驗(yàn)研究53-60
• 5.1 質(zhì)心測量試驗(yàn)平臺53
• 5.2 質(zhì)心測量裝置標(biāo)定試驗(yàn)53-55
• 5.3 質(zhì)心軸向位置測量試驗(yàn)55-56
• 5.4 質(zhì)心徑向偏心距測量試驗(yàn)56-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 6 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 總結(jié)60-61
• 6.2 展望61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 附錄1攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文目錄66

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1058461