發(fā)布時間：2021-11-19 11:50

　　自主水下航行器（Autonomous Underwater Vehicle,AUV）是一種自治性強、機動性高的水下無人航行器。作為海洋空間探測器,AUV是組建自主海洋采樣系統(tǒng)、沿海監(jiān)測系統(tǒng)、軍事作戰(zhàn)系統(tǒng)等水下網(wǎng)絡系統(tǒng)的重要組成部分。通過與水下接駁站對接,可為AUV提供能源供給和數(shù)據(jù)傳輸,而回塢導引技術是確保AUV與水下接駁站順利對接的前提。針對近端回塢中光學導引易受海水清晰度和聲學導引實時性低及精度差的問題,設計了一種AUV電磁導引回塢系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由磁標、三軸搜索線圈傳感器、電磁導引解析系統(tǒng)和AUV主控系統(tǒng)組成。通過建立發(fā)射線圈參數(shù)與磁標有效磁矩的關系,分析獲得線圈匝數(shù)和線徑的優(yōu)化參數(shù),實現(xiàn)了對磁標性能的提升。為適應AUV內(nèi)部有限空間,對三軸搜索線圈傳感器的磁芯結(jié)構(gòu)和可變參數(shù)進行了優(yōu)化設計,在減少體積的同時提高傳感器的靈敏度,增加了導引距離。根據(jù)低頻電磁信號傳播特性,設計了基于數(shù)字正交鎖相放大器的自動可變增益電磁導引解析系統(tǒng),獲得導引偏轉(zhuǎn)角,該設計簡化了系統(tǒng)整體硬件的復雜度。AUV主控系統(tǒng)提供了回塢過程中所需的動力和航向控制,根據(jù)導引偏轉(zhuǎn)角,通過PID控制舵機和結(jié)合輔助轉(zhuǎn)向器的運動... 

【文章來源】：杭州電子科技大學浙江省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２平臺式對接系統(tǒng)??

杭州電子科技大學碩士學位論文外研究現(xiàn)狀??ＵＶ對接系統(tǒng)研究現(xiàn)狀??ＡＵＶ對接系統(tǒng)的研究可以追溯到上世紀９０年代［５－６］，根據(jù)ＡＵＶ和對接中水下接駁站的形式可分為三類，捕捉式對接、平臺式對接和包容式對式對接形式??式對接是在ＡＵＶ前端安裝捕捉裝置，捕捉對接設備的繩索、桿類等導向?qū)б较蛳拗�，對周圍環(huán)境要求低，對接可靠性較高。缺點是對接站結(jié)對ＡＵＶ有較大改動。對于該種對接形式，具有代表性的是Ｏｄｙｓｓｅｙ?ＩＩ型⑶，它是由美國Ｗｏｏｄｓ?Ｈｏｌｅ海洋研宄所和ＭＩＴ海洋實驗室共同研制中歸航信標引導ＡＵＶ靠近對接站，當ＡＵＶ前部捕捉裝置接觸到定位桿連接到ＡＵＶ內(nèi)部裝置，完成對接。??—

包容式對接采用導向罩機械結(jié)構(gòu)，導向罩對ＡＵＶ有導向作用，使得ＡＵＶ進入其內(nèi)部實??現(xiàn)對接。Ｗｏｏｄｓ?Ｈｏｌｅ海洋研宄所研制出的２代ＲＥＭＵＳ型ＡＵＶ對接系統(tǒng)裝置［１｜］，就釆用了??該方式對接裝置，如圖１．３所示，它由圓柱型塢站和錐形引導口組成，超短基線引導ＡＵＶ回??歸，并用水密電連接器進行充電和數(shù)據(jù)傳輸。美國蒙特利海洋系統(tǒng)研宄所研制的ＢｌｕｅｆｍＡＵＶ??對接系統(tǒng)［１２］，如圖１．４所示，它采用了直徑為５４厘米圓錐形導向罩。相比上述兩種對接形式，??包容式對接裝置結(jié)構(gòu)相對簡單，由于導向罩具備了引導和保護作用，避免ＡＵＶ對接時發(fā)生??劇烈碰撞，破壞設備，若擴大導向罩可提高作用范圍，減低對接難度，提高成功率。??ｍｍ??圖１．３?ＲＥＭＵＳ?ＡＵＶ包容式對接裝置?圖１．４?Ｂｌｕｅｆｍ?ＡＵＶ包容式對接裝置??１．２．２?ＡＵＶ導引技術研究現(xiàn)狀??導引技術是引導ＡＵＶ進入指定對接裝置，導引技術的種類依據(jù)ＡＵＶ采用的對接導引傳??感器原理不同而劃分，現(xiàn)階段ＡＵＶ對導引接傳感器有三種：聲學傳感器、光學傳感器和電??磁傳感器［１＼相應的ＡＵＶ導引技術有聲學引導、光學引導和電磁導引。??（１）聲學導引??聲學導引基于聲學定位原理，聲學定位系統(tǒng)在上世紀７０年代就出現(xiàn)了單波束聲吶，單波??束聲吶系統(tǒng)中的發(fā)射器發(fā)射聲脈沖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于zigbee的壓力傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計[J]. 康婷霞.  電子世界. 2018(22)
[2]基于動態(tài)條件下壓力傳感器的嵌入式血壓測量系統(tǒng)設計[J]. 梅紫萍,耿杰,黃藝.  現(xiàn)代電子技術. 2018(21)
[3]星載感應式磁力儀前置放大電路的研究與進展[J]. 許明,王先榮,王鹢.  真空與低溫. 2018(05)
[4]增量式PID和位置式PID算法的整定比較與研究[J]. 王祎晨.  工業(yè)控制計算機. 2018(05)
[5]基于FPGA的高精度水下對接聲導引技術[J]. 趙旭,陳亞林,張奎.  水下無人系統(tǒng)學報. 2018(01)
[6]無人水下航行器的發(fā)展現(xiàn)狀與關鍵技術[J]. 王童豪,彭星光,潘光,徐德民.  宇航總體技術. 2017(04)
[7]弱磁測量傳感器的發(fā)展與應用[J]. 銀鴻,楊生勝,鄭闊海,文軒,莊建宏,王俊.  真空與低溫. 2017(05)
[8]UUV水下定位方法的研究現(xiàn)狀與進展[J]. 嚴浙平,王璐.  哈爾濱工程大學學報. 2017(07)
[9]增量式PID控制在連續(xù)加工精度控制中的應用[J]. 劉國平,沈南燕,喻志響.  精密制造與自動化. 2016(03)
[10]基于超短基線的AUV自主對接流程及算法[J]. 趙朝聞,張淞,李輝.  魚雷技術. 2016(03)

碩士論文
[1]錳鋅鐵氧體和M型鍶鐵氧體的制備及磁性能調(diào)控[D]. 李昕.安徽工業(yè)大學 2018
[2]時間序列沉積物捕獲器控制系統(tǒng)的研制[D]. 盛旭鋒.杭州電子科技大學 2017
[3]無線/有線數(shù)據(jù)傳輸?shù)默F(xiàn)場多路數(shù)據(jù)采集器的研究與實現(xiàn)[D]. 孔玉英.西安電子科技大學 2015
[4]基于CAN組網(wǎng)的深海中深孔鉆機測控系統(tǒng)研制[D]. 袁清博.杭州電子科技大學 2015
[5]提高1J85坡莫合金軟磁性能的工藝研究[D]. 白濤濤.西安建筑科技大學 2014
[6]飛航導彈舵機數(shù)字化伺服控制系統(tǒng)的設計與開發(fā)[D]. 畢曄.電子科技大學 2012
[7]低頻交變磁場測量技術研究及儀器開發(fā)[D]. 宮延偉.上海交通大學 2010



本文編號：3504977