發(fā)布時間：2021-07-08 21:26

　　近年來,開拓海洋領(lǐng)域的工程技術(shù)已逐漸成為國家發(fā)展戰(zhàn)略的焦點(diǎn)和海洋研究領(lǐng)域的熱點(diǎn),海底管道憑借低成本、高效率和高可靠性組成的綜合優(yōu)勢鋪設(shè)長度突飛猛進(jìn)。海底管道的工作環(huán)境十分復(fù)雜,安全事故層出不窮,利用各類檢測手段保證海底管道的安全生產(chǎn)勢在必行,管道檢測ROV作為國內(nèi)外常用的檢測設(shè)備,被國外公司壟斷了市場,研制自主設(shè)計的智能管道檢測ROV,具備重大的科研價值和工程應(yīng)用意義。本文的研究目的在于確保智能管道檢測ROV自主進(jìn)行檢測,為工程實(shí)用提供設(shè)計方案,因此研究針對工程背景設(shè)計了新型ROV,調(diào)研選取了無需電磁激勵源的探測系統(tǒng)等相關(guān)設(shè)備,根據(jù)國外先進(jìn)ROV的工作流程進(jìn)行了針對性優(yōu)化,完善了控制策略,據(jù)此規(guī)劃設(shè)計了相應(yīng)的控制器,搭建了仿真測試平臺并針對本文設(shè)計ROV進(jìn)行了測試與對比分析。首先,本文調(diào)研了國內(nèi)外海底管道各類檢測技術(shù)和管道檢測ROV的研究現(xiàn)狀,并依照作業(yè)流程中的各項運(yùn)動完成控制方法的梳理,為智能管道檢測ROV提供了研究進(jìn)展趨勢和設(shè)計目標(biāo)。其次,本文進(jìn)行了管道檢測ROV的總體設(shè)計和動力學(xué)建模,研究中根據(jù)設(shè)計目標(biāo)進(jìn)行了各個功能模塊的設(shè)計,調(diào)研選取了相應(yīng)設(shè)備,建立了仿真模型并計算重心、浮心和... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 海底管道檢測研究現(xiàn)狀
        1.2.1 管道檢測技術(shù)類型
        1.2.2 智能檢測ROV研制現(xiàn)狀
    1.3 智能檢測ROV運(yùn)動控制研究現(xiàn)狀
        1.3.1 管道跟蹤
        1.3.2 動力定位
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 智能檢測ROV總體設(shè)計
    2.1 總體布局及結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.1.1 設(shè)計目標(biāo)
        2.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.1.3 浮力模塊設(shè)計
        2.1.4 檢測設(shè)備模塊與傳感器模塊設(shè)計
        2.1.5 總體布局設(shè)計與穩(wěn)定性分析
    2.2 推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計與建模
        2.2.1 推進(jìn)系統(tǒng)布局設(shè)計
        2.2.2 推進(jìn)系統(tǒng)模型
    2.3 水動力分析及環(huán)境影響
        2.3.1 忽略環(huán)境影響的水動力分析
        2.3.2 管道狀態(tài)對水動力的影響
    2.4 運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)建模
        2.4.1 坐標(biāo)系建立和變換
        2.4.2 智能檢測ROV受力分析
    2.5 本章小結(jié)
3 智能檢測ROV控制系統(tǒng)設(shè)計
    3.1 管道檢測控制體系結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.1.1 被動磁化式電磁管道檢測的工作原理
        3.1.2 基于行為控制的控制體系結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.2 管道檢測控制策略
        3.2.1 控制策略總體規(guī)劃
        3.2.2 基本行為工作流程
    3.3 本章小結(jié)
4 智能檢測ROV運(yùn)動控制仿真平臺設(shè)計
    4.1 智能檢測ROV管道跟蹤仿真建模
        4.1.1 智能檢測ROV平面運(yùn)動分析
        4.1.2 智能檢測ROV跟蹤誤差分析
    4.2 仿真系統(tǒng)控制器設(shè)計
        4.2.1 常規(guī)檢測控制器
        4.2.2 詳細(xì)檢測控制器
    4.3 控制系統(tǒng)分析
        4.3.1 自動跟蹤控制系統(tǒng)基本問題
        4.3.2 基于電磁法的控制系統(tǒng)分析
    4.4 本章小結(jié)
5 控制系統(tǒng)仿真測試與結(jié)果分析
    5.1 仿真平臺搭建
    5.2 基礎(chǔ)運(yùn)動測試
        5.2.1 定深控制
        5.2.2 動力定位控制
        5.2.3 管道跟蹤控制
    5.3 無干擾總測試與分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國海油海底管道事故統(tǒng)計及分析[J]. 王紅紅,劉國恒.  中國海上油氣. 2017(05)
[2]常用海底管道探測技術(shù)比較分析[J]. 孟憲闊,嚴(yán)天赦.  港工技術(shù). 2017(02)
[3]海底電纜巡檢水下機(jī)器人建模及運(yùn)動控制系統(tǒng)研究[J]. 敬強(qiáng),解玉文,高安潔,曹向勇.  機(jī)床與液壓. 2017(03)
[4]基于NDO的ROV濾波反步軌跡跟蹤控制[J]. 魏延輝,賈獻(xiàn)強(qiáng),高延濱,王毅.  儀器儀表學(xué)報. 2017(01)
[5]海底管道檢測最新技術(shù)及發(fā)展方向[J]. 王金龍,何仁洋,張海彬,郭晗,吳慶偉.  石油機(jī)械. 2016(10)
[6]水下機(jī)器人抗波浪擾動動力定位研究[J]. 劉慧婷,張明,曾慶軍,眭翔,宋振文.  計算機(jī)測量與控制. 2016(01)
[7]海底電纜智能巡檢ROV分系統(tǒng)設(shè)計方案（控制部分）[J]. 孫英順.  山東工業(yè)技術(shù). 2016(01)
[8]欠驅(qū)動UUV三維軌跡跟蹤的反步動態(tài)滑模控制[J]. 徐健,汪慢,喬磊,張耕實(shí).  華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(08)
[9]海底管道檢測系統(tǒng)將推動海工裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J].   中國水運(yùn). 2015(08)
[10]海底管道對AUV水動力性能干擾分析[J]. 劉鐵生,龐永杰,王亞興,王建.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版). 2015(03)

博士論文
[1]智能水下機(jī)器人水下管道檢測與跟蹤技術(shù)研究[D]. 唐旭東.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[2]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
[1]水下檢測與作業(yè)機(jī)器人ROV控制系統(tǒng)研制及動力定位研究[D]. 梁凇.江蘇科技大學(xué) 2017
[2]水下結(jié)構(gòu)檢測與作業(yè)ROV研制及導(dǎo)航方法研究[D]. 劉慧婷.江蘇科技大學(xué) 2016
[3]基于自適應(yīng)滑模的欠驅(qū)動UUV路徑跟蹤控制研究[D]. 梁志成.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[4]海底管道檢測機(jī)器人自主巡線控制系統(tǒng)研究[D]. 劉振川.中國海洋大學(xué) 2015
[5]海底管道檢測機(jī)器人設(shè)計與運(yùn)動控制研究[D]. 王貞玉.中國海洋大學(xué) 2015
[6]水下直線目標(biāo)處理算法在海底管道檢測機(jī)器人中的應(yīng)用[D]. 紀(jì)澤慧.中國海洋大學(xué) 2015
[7]水下結(jié)構(gòu)檢測ROV的研制及導(dǎo)航定位研究[D]. 張明.江蘇科技大學(xué) 2015
[8]深海作業(yè)型ROV建模方法的研究[D]. 周衛(wèi)祥.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[9]面向海洋工程水下結(jié)構(gòu)檢測的ROV研制及運(yùn)動控制研究[D]. 眭翔.江蘇科技大學(xué) 2015
[10]一種海纜巡檢ROV的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計與控制系統(tǒng)開發(fā)[D]. 俞宙.杭州電子科技大學(xué) 2015



本文編號：3272364