近年來人類不斷加深對海洋的觀測活動,為了更好地剖析海洋環(huán)境、海底地質(zhì)信息,設(shè)計一種大范圍、長航程、能實現(xiàn)懸浮和坐底兩種工作狀態(tài)的海洋觀測平臺能更好地協(xié)助研究人員。海洋觀測平臺可以坐底觀測海洋地質(zhì)、也可以懸浮以探測水質(zhì)等信息,其克服了傳統(tǒng)海洋觀測設(shè)備局限于水面或水下的不足,也擺脫了浮標(biāo)、潛標(biāo)無法自主運動的缺陷,具有廣闊的發(fā)展前景。海洋觀測平臺在任務(wù)中需要在海流下保持某一觀測位置不動或小范圍移動,但海流干擾下的平臺運動狀態(tài)復(fù)雜,為了實現(xiàn)這一功能,需要設(shè)計合適的控制器和推力分配方法,因此本文進(jìn)行了海流干擾下海洋觀測平臺動力定位的研究,本文研究內(nèi)容如下:首先,建立了海洋觀測平臺的動力學(xué)模型,利用相對速度的原理,得到海流干擾下的動力學(xué)方程,利用操縱性仿真軟件進(jìn)行了靜水直航和回轉(zhuǎn)仿真、定常均勻流場下無動力和直航仿真,分析了平臺動力學(xué)特性,估計了平臺最大抗流能力;其次,根據(jù)動力學(xué)分析結(jié)果,設(shè)計了跟蹤微分S面艏向控制器和擴張狀態(tài)S面位置控制器,選擇了適用于工程的艏向位置共同調(diào)節(jié)的分組策略,并且搭建了半物理仿真平臺進(jìn)行硬件可靠性和算法可行性的驗證,分析了靜水和海流下控制器控制效果;最后,設(shè)計并完成了海洋... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省211工程院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

MARS 裝置在海床上的布置示意

ralandNorthernCaliforniaOceanObservingSystem，CeNCOOS)中，未來可能會被應(yīng)用于OOI，在十余年時間中，MARS進(jìn)行了上百次觀測試驗。MARS觀測系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖1.1，包括52千米的海底線纜，用于傳輸數(shù)據(jù)和電能給布置在深海海床的“節(jié)點”，所謂的“節(jié)點”是一個四面都為梯形的工作平臺，如圖1.2，它有兩個鈦合金耐壓艙，一個是變電艙，一個是控制艙，人們通常提到的MARS就是指“節(jié)點”，它們坐落在蒙特利25千米外的海域，距離海平面891米深的海床上[9]，另有開架式ROVVentana號配合使用，主要用于接插設(shè)備，如圖1.3。圖1.2MARS“節(jié)點”的外形圖1.1MARS裝置在海床上的布置示意圖1.3Ventana號拔取MARS上的設(shè)備電纜MARS“節(jié)點”的布置有幾個目的。首先，是為研究人員提供一個便利的深水條件用于測試設(shè)備和儀器，為部署在OOI打下基礎(chǔ)；其次，對于可能部署在世界其他觀測網(wǎng)絡(luò)的海洋觀測設(shè)備，MARS為研究人員提供了一個測試的接口[10]；最后，它為研究人員提供了試驗平臺，以收集獨特的物理、生物、地質(zhì)和化學(xué)的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)。

未來可能會被應(yīng)用于OOI，在十余年時間中，MARS進(jìn)行了上百次觀測試驗。MARS觀測系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖1.1，包括52千米的海底線纜，用于傳輸數(shù)據(jù)和電能給布置在深海海床的“節(jié)點”，所謂的“節(jié)點”是一個四面都為梯形的工作平臺，如圖1.2，它有兩個鈦合金耐壓艙，一個是變電艙，一個是控制艙，人們通常提到的MARS就是指“節(jié)點”，它們坐落在蒙特利25千米外的海域，距離海平面891米深的海床上[9]，另有開架式ROVVentana號配合使用，主要用于接插設(shè)備，如圖1.3。圖1.2MARS“節(jié)點”的外形圖1.1MARS裝置在海床上的布置示意圖1.3Ventana號拔取MARS上的設(shè)備電纜MARS“節(jié)點”的布置有幾個目的。首先，是為研究人員提供一個便利的深水條件用于測試設(shè)備和儀器，為部署在OOI打下基礎(chǔ)；其次，對于可能部署在世界其他觀測網(wǎng)絡(luò)的海洋觀測設(shè)備，MARS為研究人員提供了一個測試的接口[10]；最后，它為研究人員提供了試驗平臺，以收集獨特的物理、生物、地質(zhì)和化學(xué)的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]復(fù)雜環(huán)境下自主式水下航行器動力定位技術(shù)研究[D]. 曹永輝.西北工業(yè)大學(xué) 2006

碩士論文
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[2]深水環(huán)境下應(yīng)急維修半物理仿真系統(tǒng)的實時性檢測及實現(xiàn)[D]. 徐梓桑.湖南科技大學(xué) 2016
[3]近海有纜觀測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 李本龍.中國海洋大學(xué) 2015
[4]智能水下機器人自主歸航半物理仿真技術(shù)研究[D]. 孟德壯.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[5]水下機器人動力學(xué)建模與系統(tǒng)辨識技術(shù)研究[D]. 林子淇.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[6]海流擾動下欠驅(qū)動水下機器人三維軌跡跟蹤研究[D]. 魏聰.哈爾濱工程大學(xué) 2014
[7]大型欠驅(qū)動水下機器人操控性能研究[D]. 蘇清磊.哈爾濱工程大學(xué) 2014
[8]AUV自主對接路徑規(guī)劃與半物理仿真系統(tǒng)研究[D]. 李一鳴.哈爾濱工程大學(xué) 2013



本文編號：3619458