小型潛器變體積控制裝置研制及其參數(shù)辨識.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，深海采礦是大勢所趨，也是國家利益所在。各國都在研究與發(fā)展深海采礦技術(shù)。在深海采礦技術(shù)中，如何檢測采礦船升沉運(yùn)動，向升沉補(bǔ)償系統(tǒng)提供控制信號，是深海采礦首要突破的難題之一。 以水下深度不變的潛器為基準(zhǔn)坐標(biāo)，測量采礦船的實(shí)時升沉運(yùn)動，并以此作為深海采礦升沉補(bǔ)償控制系統(tǒng)的輸入信號，這是廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電液智能控制研究室的吳百海教授等人提出的深海采礦補(bǔ)償系統(tǒng)的采礦船升沉運(yùn)動檢測新方法。如何保證坐標(biāo)潛器在水下的深度保持不

2、變，是這一方法中的重點(diǎn)技術(shù)之一。在水中產(chǎn)生控制潛器深度不變的恢復(fù)力的方法有兩種：螺旋槳和變密度。由于螺旋槳產(chǎn)生的推進(jìn)力難以精確調(diào)節(jié)，本文在前期研究的基礎(chǔ)上增加了變密度裝置以產(chǎn)生精確的恢復(fù)力。保持質(zhì)量不變、改變體積大小是改變潛器密度的一種方法。本文調(diào)節(jié)體積的具體結(jié)構(gòu)采用活塞，通過活塞的移動來改變潛器的體積，以此產(chǎn)生控制潛器深度不變的恢復(fù)力；接著建立了活塞運(yùn)動的動態(tài)模型，并基于能量轉(zhuǎn)換的方法對模型的參數(shù)進(jìn)行了辨識，獲得了潛器的變體積裝置的辨

3、識模型，為坐標(biāo)潛器在水下保持深度不變的控制提供了技術(shù)支持。主要研究內(nèi)容如下： （1）開發(fā)了變體積控制系統(tǒng)的控制電路，主要包括伺服電機(jī)控制電路板、伺服電機(jī)電壓輸入控制電路、速度輸入信號電路板、扭矩輸入信號控制電路板等。編制了伺服電機(jī)的控制程序、信號采集程序等軟件，對伺服電機(jī)進(jìn)行了控制并檢測。 （2）開展了模擬裝置的運(yùn)行調(diào)試，通過實(shí)驗(yàn)，測得了活塞運(yùn)動、伺服電機(jī)扭矩等隨時間變化的數(shù)據(jù)，建立了活塞運(yùn)動的速度一時間的關(guān)系、位移一時