發(fā)布時間：2021-01-15 13:54

　　隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展,人類開發(fā)和利用海洋資源的裝備也在不斷更新,作為一種海洋探測平臺,AUV的技術(shù)水平和功能也日趨成熟。然而,復雜的海洋調(diào)查和海洋工程任務要求AUV能夠航行得更遠,能源帶載量一定的情況下,必須降低能耗。目前,大部分AUV出于安全的考慮設計成正浮力,并且由于海洋密度變化等因素,正浮力總量相對較大,因此存在平衡舵角和直航攻角,增加航行阻力和能耗。因此,本文提出一種浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng),以小排量的主動調(diào)節(jié)為主,實現(xiàn)精確調(diào)節(jié),具有可靠性高,系統(tǒng)體積重量小的優(yōu)點,并提出一種基于此浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的深度控制策略,使得舵角、攻角減小。主要內(nèi)容及成果如下:分析了存在平衡舵角和直航攻角的因素,確定增加浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的必要性,對影響AUV最大浮力調(diào)節(jié)量的因素包括海水密度變化以及殼體壓縮變化進行了研究,得到了浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的最大浮力調(diào)節(jié)量。采用AMESim軟件對浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)液壓原理圖進行了動態(tài)仿真,驗證了選購元件的可行性,然后搭建浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)實驗平臺,測試了相關參數(shù),并與仿真結(jié)果進行了比對,驗證了仿真的有效性,同時為浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實現(xiàn)提供保證。建立了AUV運動模型和動力學模型,并對縱垂面的相關水動力系數(shù)采... 

【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

美國REMUS系列AUV

第一章 緒 論3圖1-2 美國REMUS系列AUV 圖1-3 美國Bluefin系列AUVFigure 1-2American REMUS seriesAUVs Figure 1-3American Bluefin seriesAUVs表1-1 REMUS規(guī)格Table 1-1 Specification of REMUS型號 長/m 直徑/m 重量/kg 深度/mRemus 300 1.33 0.191 37 300Remus 600 3.25 0.32 240 600Remus 3000 3.71 0.3556 335 3000Remus 6000 3.84 0.71 862 6000同樣擁有四種型號的 Bluefin 系列也已經(jīng)商業(yè)化，其由美國海軍研究所和金槍魚公司 (Bluefin) 共同研發(fā)，并且在 MH 370 失事時參與搜索工作，該系列包含 Bluefin-9、Bluefin-12 S、Bluefin-12 D、Bluefin-21[16]，如圖 1-3。在 1991 年至1992 年間，美國麻省理工 (MIT) 研制的“Odyssey”號 AUV，如圖 1-4，可以在 6000 米深度以 5 knot 的速度航行 1000 km

[22]。三種 AUV 如圖 1-6。圖1-4 美國OdysseyAUV 圖1-5 美國NPS的ARIESAUVFigure 1-4American OdysseyAUV Figure 1-5AmericanARIESAUV of NPS表1-2 HUGIN系列規(guī)格Table 1-2 Specification of REMUSHUGIN1000HUGIN 1000for 3000 mHUGIN 3000 HUGIN 4500重量 650-850 kg 650-850 kg 1400 kg 1900 kg長度 4.5 m 4.7 m 5.5 m 6.0 m直徑 0.75 m 0.75 m 1.00 m 1.00 m速度 2-6 kts 2-6 kts 2-4 kts 2-4 kts深度 1000 m 3000 m 3000 m 4500 m(a)Autosub3AUV (b)Autosub6000AUV (c)Autosub Long Range AUV圖1-6Autosub系列AUVFigure 1-6Autosub seriesAUV其他還有澳大利亞研制的“塞拉菲娜”號 AUV，體積小，造價低，機動性高[23]。三菱公司開發(fā)的 AUV-EX1 型 AUV 能夠下潛至 3500 m 深度[24]。眾多國

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]6000m AUV“潛龍一號”浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)開發(fā)及試驗研究[J]. 武建國,石凱,劉健,徐會希,王雨,李陽,徐春輝.  海洋技術(shù)學報. 2014(05)
[3]大深度潛水器海水液壓浮力調(diào)節(jié)技術(shù)研究進展[J]. 劉銀水,吳德發(fā),李東林,趙旭峰.  液壓與氣動. 2014(10)
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碩士論文
[1]水下滑翔機浮力驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性研究[D]. 周海亮.天津大學 2014
[2]水下滑翔機粘性水動力數(shù)值模擬方法研究[D]. 孫夢瑤.天津大學 2014
[3]矢量推進水下航行器動力學建模及動力學行為研究[D]. 林秀桃.天津大學 2012
[4]基于CFD的混合驅(qū)動水下航行器外形研究[D]. 宋方希.天津大學 2012
[5]水下機器人浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其深度控制技術(shù)研究[D]. 李建朋.哈爾濱工程大學 2010
[6]AUV均衡系統(tǒng)控制技術(shù)的研究[D]. 孫永豐.哈爾濱工程大學 2008
[7]基于多推進器的AUV建模與控制器設計[D]. 宋壽山.西北工業(yè)大學 2006



本文編號：2978987