ROV水下作業(yè)仿真系統(tǒng)的研究.pdf

1、海洋是人類發(fā)展最有潛力的空間,是生物資源、能源、水資源和金屬資源的戰(zhàn)略性開發(fā)基地,對(duì)我國經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展將產(chǎn)生直接、巨大的支撐作用。隨著海洋研究與開發(fā)的不斷深入,水下機(jī)器人成為人們完成各種水下任務(wù)的重要輔助工具,其中遙控式水下機(jī)器人(ROV)在海洋開發(fā)的很多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。
　　 由于ROV的作業(yè)環(huán)境是安全性非常差的深海,對(duì)于ROV性能要求很高,ROV一旦丟失,損失非常嚴(yán)重。利用數(shù)值仿真和視景仿真技術(shù)進(jìn)行ROV水下作業(yè)可視化

2、仿真,可以模擬ROV水下作業(yè)流程,測(cè)試ROV的各項(xiàng)性能指標(biāo)并對(duì)作業(yè)方案的可行性進(jìn)行預(yù)評(píng)估,能夠降低ROV在海上試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn),縮短試驗(yàn)周期,節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。本文就觀察型ROV水下作業(yè)仿真技術(shù)進(jìn)行了初步研究。
　　 首先,分析了ROV自身及拖纜的受力情況,建立了纜.體系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型及其求解方法,并采用集中質(zhì)量法,通過建立拖纜與ROV間的運(yùn)動(dòng)耦合邊界條件及動(dòng)力耦合邊界條件,建立了纜.體系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,給出了ROV的六自由度空間運(yùn)動(dòng)

3、方程;其次,以某國產(chǎn)開架式ROV為研究對(duì)象,基于纜.體耦合系統(tǒng)六自由度空間運(yùn)動(dòng)方程,使用四階龍格庫塔方法求解,對(duì)ROV進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真及操縱性能預(yù)報(bào),給出了典型工況下ROV直航運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的仿真結(jié)果,分析了拖纜與ROV耦合作用對(duì)ROV運(yùn)動(dòng)性能的影響。
　　 最后,利用Multigen Creator三維模型建模軟件,通過層級(jí)結(jié)構(gòu)管理和LOD技術(shù),有效的組織部件結(jié)構(gòu),為ROV和海底地形建立符合視景仿真要求的三維模型;根據(jù)ROV運(yùn)動(dòng)