一、深潜艇浮力平衡微调方案探讨（论文文献综述）
祝凯旋[1]（2020）在《海参捕捞机器人图像处理及控制系统研究》文中研究指明水下机器人广泛应用于海洋资源开采、海生物勘探和海底工程应用等项目,对人类无法涉及或长期驻留的海底,水下机器人发挥着重要作用。海洋具有丰厚的生物和矿产资源,研发一款海生物捕捞机器人具有重要意义和实用价值。其中针对水下机器人的结构设计、运动学建模及参数辨识、水下海生物图像处理和控制系统设计是研发设计的重点。本文首先根据项目要求和作业任务对海参捕捞机器人进行结构设计。根据机器人需要完成的功能和作业环境,分析并设计外壳结构主要用于承载机器人硬件结构和储存已捕捞的海参,使用ANSYS软件对外壳体结构进行强度校核;设计能够满足抓取、传递和储存海参的抓取机械手装置和海参筐组件,研究机械手驱动方式和工作过程;根据机器人的作业任务,对推进器进行选型和分配方案设计;对水下密封舱进行设计,使用ANSYS软件和理论分析对密封舱的性能进行校核,同时详细地介绍了密封方式和机器人浮力材料选型。其次建立海参捕捞机器人运动学和动力学模型,根据实际情况对数学模型完成合理的解耦简化分析,并对海参捕捞机器人三维模型实施合理的简化,采用CFD计算流体动力学法对海参捕捞机器人进行流体力学仿真分析,并对仿真数据使用MATLAB软件完成曲线拟合,实现数学模型参数辨识,最终得到海参捕捞机器人完整运动学模型。采用基于OpenCV的对比度受限的自适应直方图均衡化等方法对采集的水下海参图像进行图像处理工作,通过图像质量评价指标对图像处理结果进行客观评价,确定方案可行性和有效性。最后建立海参捕捞机器人控制系统体系,对控制系统硬件设备进行设计和选型,并对其硬件性能进行分析,确定控制系统通讯方式,分别研究抓取机械手和螺旋桨推进器控制算法,最终完成控制系统设计。
牟蓬涛[2]（2016）在《潜水器浮力调节机构PMSM驱动控制系统设计》文中研究指明随着人类对海洋领域探索的不断发掘和深入研究,各国对水下无人航行器的技术研究需求也越来越迫切。水下无人航行器要实现水下浮力体积控制必须通过浮力调节装置。浮力调节装置不仅要在不同海水深度下实现浮力体积的改变,还需要给航行器实时精确反馈浮力体积值以满足整机浮力控制功能。介绍了一种用于上述浮力调节装置的PMSM驱动控制系统设计,对其工作原理、闭环控制理论、控制算法、软硬件设计及实测性能进行了研究。针对浮力调节装置与PMSM驱动控制器的系统设计展开阐释。通过坐标变换,把PMSM三相控制量变成dq轴互相垂直旋转的电流量,对其单独进行调控;对矢量控制技术、控制算法以及SVPWM原理进行研究;最终确定了以最大转矩电流比控制为主体,以弱磁控制为补充的控制策略;分析了整个系统的设计构架;测量了部分重要电机参数及转子初始位置补偿角;明确了增量式PI调节及其在系统中的应用;依据SimulinkMatlab/,构建驱动控制系统整体模型,对SVPWM模块和驱动控制系统各个子模块仿真,对仿真结果整理、分析;搭建了以FTMS28335320 DSP为控制核心的硬件电路,各电路子模块也细致的设计、推导、修改、完善;基于CCS3.3开发平台对主控单元进行软件编程;搭建实验平台完成试验,对实验结果分析研究,进一步完善该系统。PMSM驱动控制系统能够实现浮力体积的改变,进而使航行器在不同海水深度下自由航行,这对于海水养殖、海洋渔业开发、海下观光旅游等海洋资源的开发利用以及海底矿产探测与开发等具有重要的经济效益,对于我国发展海军潜艇具有重要的借鉴和战略意义,对大型潜深航行器的研究具有很高的工程应用价值和一定的开发理论指导价值。
周军[3]（2016）在《变质量水下航行器均衡系统自动控制技术研究》文中研究说明自主水下航行器（AUV,Autonomous Underwater Vehicles）在海洋开发、海上警戒与攻击等民事、军事方面有着广泛的应用。目前,AUV正向着长航程、大深度和多功能的方向发展。变质量AUV是指动力系统使用热动力和电动力结合的混合动力,且根据其航行任务携带有任务载荷的一种AUV。变质量AUV航行过程中,随着燃料消耗、载荷释放以及航行水域密度变化,AUV的静力平衡状态会发生改变,不利于AUV航行的安全性、经济性和隐蔽性。论文根据变质量AUV的总体结构设计,对AUV进行运动学和动力学分析,建立变质量AUV六自由度运动方程。为维持变质量AUV静力平衡状态,设计自主均衡系统。变质量AUV自主均衡系统由主压载均衡系统、艏艉均衡系统、载荷补重均衡系统和应急压载系统组成。根据自主均衡系统的运行原理,建立自主均衡系统数学模型。在Matlab/Simulink仿真软件中,建立变质量AUV自主均衡系统仿真模型。分别对变质量AUV的巡航状态、紧急状态和载荷释放状态进行数学仿真,通过分析仿真数据可知:自主均衡系统能保证各种初始状态的变质量AUV安全、经济、隐蔽地巡航;变质量AUV遭遇“淡水团”等紧急状态时,适当增加航速,自主均衡系统能使其顺利脱险;变质量AUV释放载荷前,必须增加航速,自主均衡系统能在载荷释放时、释放后保障AUV及载荷的安全。根据变质量AUV数学仿真的结果,结合其他AUV实航的数据分析,可在模拟实航条件下对变质量AUV航行进行更精确的数学仿真。实航条件下,由于海洋中存在海浪和海流的干扰,AUV的舵角和姿态角处于小幅振荡的“准稳态”。通过引入模糊理论,设计模糊控制器,在实航条件下进行变质量AUV自主均衡系统数学仿真,并对仿真数据进行分析:运用模糊理论设计自主均衡系统,能使变质量AUV航行具有更好的安全性、经济性和隐蔽性。根据变质量AUV自主均衡系统在理想条件和实航条件下的数学仿真结果,可以为其工程设计中总体设计和元器件选择提供理论依据。最后,论文提出了变质量AUV自主均衡系统工程设计关键技术,并指出了变质量AUV自主均衡系统工程设计的研究方法。
陆恒[4]（2015）在《FPSO深海采油立管压力平衡式水下浮体结构设计与力学性能分析》文中进行了进一步梳理在能源消费与日俱增的21世纪,深海油气开发是大势所趋,浮式生产储卸油船（FPSO）得以更广泛地应用于远海作业。相对浅海而言,深海立管的长度显着增大,为此在水下两三百米处安设浮体平台来支撑立管,从而减小立管对FPSO的拉力。本文针对已有浮体下水安装操作繁琐耗时等不足,设计了结构形式新颖的压力平衡式水下浮体平台及其内部的耐压浮筒,使浮体平台能够一次性下水安装,并对耐压浮筒结构性能展开分析。第一章,叙述了本课题的研究背景与意义,在分析了国内外研究FPSO及其水下浮体的现状后,提出了论文的工作内容。第二章,改进了已有水下浮体平台的下水原理,设计出压力平衡式水下浮体平台,主体采用非耐压结构形式,内部装有耐压浮筒。从而实现浮体平台的一次性下水安装,并完成了浮体平台及内压浮筒的结构参数设计。第三章,将耐压浮筒的载荷设计成外压,依据中国船级社《潜水系统和潜水器入级与建造规范》分析了外压浮筒的结构性能。然后应用多项式响应面函数拟合了规范中的应力,据此设计优化了外压浮筒分段的结构参数。并且与内压浮筒相比,外压浮筒具有更小的钢材屈服强度和重量,是更优良的设计方案。第四章,基于直接计算法,在依据规范设计的外压浮筒参数上,从浮筒板厚、钢材屈服强度、T型材型号和肋距等参数对外压浮筒分段的非线性稳定性的影响着手,并利用有限元模型进一步分别进行了优化分析。第五章,对论文的主要工作进行总结,并提炼了本论文的创新之处,最后针对本论文的不足展望了以后的研究方向。
王冬[5]（2014）在《基于虚拟仪器的集控舵控制器故障诊断平台设计与实现》文中进行了进一步梳理随着科学技术的发展，现代海战中潜艇的作战海域和活动空间正在逐渐扩大，从而对潜艇的总体性能和技术装备提出了一系列新的要求，而其中最为关键的要素是潜艇的机动性和隐蔽性。列装于潜艇的某型集控舵，是潜艇用于控制航向、深度、纵倾角、浮力的操纵控制设备，也是提高潜艇机动性和隐蔽性的关键装备。该型集控舵控制器采用模块化设计，内部板件、模块众多，包括加固主机板、接口板、通讯板等多种线路板，既有复杂的小信号放大、相敏解调、信号采集等模拟部分，也有复杂的嵌入式CPU主板、串行通信等，接口信号复杂、时序要求高，硬件和软件密切相关，采用一般测量仪表难以完成检测和维修工作，给装备的小修、中修等高等级维修造成了很大困难。针对某型集控舵控制器故障诊断的问题，在分析了当前自动测试系统、虚拟仪器技术和专家诊断系统的发展趋势和技术应用优势后，详细地研究了基于故障树的故障诊断专家系统，并将虚拟仪器技术应用到了故障诊断专家系统中。分析了当前主流的软件开发平台，选用LabVIEW开发平台，设计了某型集控舵控制器故障检测系统的软件系统。研究了仪器总线技术，系统分析了各类总线技术在工程应用上的优缺点，确定采用了PXI总线和IEEE-1394总线结合的混合总线方式，结合应用NI公司标准化的仪器组件，构建了某型集中控制操舵仪线路板测试系统的硬件平台。某型集控舵控制器故障检测系统构建了该型集控舵控制器的闭环修理环境，实现了故障再现、故障分离、故障诊断等功能，可在不具备样机的条件下完成集控舵控制器线路板的检测、修理和调试。该系统已经对集控舵控制器的故障检测进行了现场验证，结果表明某型集中控制操舵仪控制器故障检测系统完全满足设计要求，操作规范简便，故障诊断性能优异，解决了某型集控舵控制器高等级修理的难题，极大地提升了装备保障单位对该型集控舵的保障能力，具有较高的军事和经济效益。
王小波[6]（2013）在《轻载HOV水动力系数数值预报》文中进行了进一步梳理潜水器的水动力性能是其较为关键的技术指标之一，良好的水动力性能有助于操纵运动更好的实现，并且对优化设计也有重要意义。为了研究潜水器的水动力性能，需要获得相关的水动力系数，本文采用数值方法模拟物理试验，并经过后期处理获得水动力系数，通过与试验值的对比建立起适用的数值计算方法，并将此法应用于HOV的模拟计算中，完成对其水动力系数的数值预报。这为其水动力性能的预报奠定基础，同时对于操纵运动方程的建立也具有重要的实际应用意义。作者建立了水动力通用数学模型，作为全文的水动力基础方程，并针对特定的计算模型简化数学模型。在遵循数值计算原理及方法的基础上，作者首先以回转椭球体为研究对象，利用CFD软件对主要的拘束模试验进行数值模拟，按照简化的数学方程拟合出水动力系数，并与理论值对比分析，得到较为满意的结果。在计算同时，应用控制变量法，讨论了主要参数对计算结果的影响程度，总结了包括控制域网格划分策略、求解参数等在内的数值计算方法。随后，将总结的计算方法先后应用于SUBOFF艇体及穿梭潜水器的流场计算，分别对纵向直航阻力试验及主要的操纵性试验进行了数值模拟，建立并简化了适用于特定模型的水动力数学方程，在此基础上经过数据处理获得相关水动力系数，并通过了物理试验值的验证，证明了数值计算方法的有效性，与此同时进一步改进了数值计算方法，使其更加适用于实船模拟。最后，在以上研究工作的基础上，结合轻载作业型HOV的实际作业情况，应用改进的数值计算方法，对其主要操纵运动中的水动力系数进行了数值预报，并给出了主要作业工况下的水动力数学模型，这对今后HOV水动力性能和操纵仿真等深入研究有一定参考价值。
张晶[7]（2009）在《潜艇运动建模及简化技术研究》文中研究指明航行训练模拟器是训练潜艇操纵人员的重要装置。而潜艇动力学模型的建立及解算是航行训练模拟器的核心问题。本文以航行训练模拟器为研究对象,对潜艇动力学模型的建立及其简化技术进行研究,完成的主要工作有:首先,本文从刚体的动量定理出发,通过对潜艇运动的受力分析,以泰勒级数和微分方程理论作为主要的数学工具,推导了潜艇在无限广深静水中较为完整的平面和空间六自由度运动方程。通过阅读文献研究了近水面运动的潜艇在浪和流等干扰下的运动响应,建立了波浪力、流力干扰模型以及潜艇在近水面的操纵模型。对于日常的实艇训练中难以实现的应急情况,建立了潜艇破损进水模型和高压供气排水等模型。针对潜艇空间六自由度运动方程过于复杂这一问题,根据实艇操纵经验和对水动力系数的分析并阅读文献,得出了供仿真使用的仿真简化模型和供潜艇自动舵使用的潜艇控制简化模型。研究了潜艇操纵性与水动力系数之间的关系,改进水动力系数敏感性指数的测量方式,从水平面Z形操作机动、定常回转运动、垂直面梯形操舵机动三种操纵性试验中提取操纵性特征量对水动力系数敏感性指数进行测量,进而剔除一些对操纵性响应不敏感的水动力系数,对潜艇空间六自由度运动方程进行简化。最后将这种简化方式以交互界面工具的形式提供给用户使用。本文最后完成了基于VC与MATLAB的混合编程的潜艇动力学模型应用单元的设计。这个单元会根据潜艇的深度而选择深水或近水面模型进行解算,当模拟应急操纵时,系统会启用破损、舵卡模型进行运算,并会根据艇员的操作启用动力抗沉模型,并定时向显控装置发送潜艇姿态信息。采用混合编程的方式会为后续的模型调试带来极大的方便。
孙永丰[8]（2008）在《AUV均衡系统控制技术的研究》文中研究表明自治式水下机器人（Autonomous Underwater Vehicle,简称AUV）是高技术的集成体,而AUV的控制问题是其诸多技术中迫切需要研究、解决的关键技术之一。AUV在航行过程中都会存在一定大小的零升力和零升力矩,并且其在航行过程中还会带有一定的正浮力。零升力和零升力矩以及正浮力会对AUV的运动控制产生一定的影响,必须操纵水平舵压一定的舵角来克服这些影响,这势必会影响水平舵的可操纵范围,而且会增加AUV的航行过程中的能源消耗,所以必须想办法解决这些问题。本论文正是基于上面存在的这些问题,研究AUV的均衡系统在其控制中的应用,并重点研究用均衡系统来补偿AUV的水平舵压舵角的舵效。论文首先建立了AUV垂直面运动数学模型,并且建立了相应的执行机构（舵和均衡系统）的数学模型,最后对AUV垂直面运动数学模型进行了仿真验证。其次,论文研究了模糊控制基础理论,以及结合自适应控制的自适应模糊控制算法,并且分析了基于修正因子自调整的自适应模糊控制器的设计与应用。再次,论文研究了均衡系统在AUV静态均衡中的应用,设计了相应的自适应模糊控制器,并且进行了静态均衡仿真验证。最后,对AUV的湖试试验数据进行了研究,分析了湖试中出现水平舵很大压舵角的原因,设计了AUV速度控制器和纵倾控制器,并运用均衡系统分别采用不同的控制策略来补偿AUV的水平舵压舵角的舵效,来实现提高AUV的操纵性和安全性,达到节省能源的目的。另外,文章对AUV近水面定深航行的情况进行了研究,针对二阶波浪力的特点,应用均衡系统来克服二阶波浪力对AUV定深航行的影响。最后通过相应的仿真验证,证明了均衡系统确实可以补偿水平舵的压舵角。
朱继懋[9]（1981）在《深潜器设计特征分析》文中认为 前言 从1948年法国设计FNRS-2号第一艘深潜器以来,特别是六十年代开始,由于海洋开发和军事上的需要,对深潜器（又称可潜器）给予了广泛重视。目前,深潜器已成为海洋调查、海底打捞、深海救生、海洋研究以及建造各种水下工程的重要手段。美国1970年下水的深潜救生艇（DSRV）全部采用计算机程序控制。可以在1524米水深援救失事海艇艇员,每次24人,化费研制费高达二亿多美元。三艘“南鱼座”号深潜器,在一年内把沉没在深750米海底的120条鱼雷打捞起来。深潜工作艇“阿尔文”号和“CURV”号把失落在深856米海底的一颗氢弹打捞起来。着名深潜器“阿鲁明纳”号和打捞船“密执尔”号合作打捞了沉没在深1538米的另一艘深潜器“阿尔文”号。
陈一鹗[10]（1981）在《深潜艇定深悬浮的实现》文中指出本文对深潜艇定深悬浮系统的原理进行了分析,并介绍了用电子计算机对深潜艇定深悬浮运动状态的计算结果,以及定深系统在深潜艇自航模型的试验中得到初步验证的情况。对定深控制器的逻辑电路也作了简单介绍。最后,对今后的工作提出了一些看法,
二、深潜艇浮力平衡微调方案探讨（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、深潜艇浮力平衡微调方案探讨（论文提纲范文）
（1）海参捕捞机器人图像处理及控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 运动学模型参数辨识发展现状 |
| 1.2.2 水下海参图像处理发展现状 |
| 1.2.3 ROV运动控制系统发展现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 ROV结构设计 |
| 2.1 ROV整体结构设计 |
| 2.2 外壳体组件设计 |
| 2.2.1 结构设计 |
| 2.2.2 材料选择 |
| 2.2.3 ANSYS强度分析 |
| 2.3 抓取机械手设计 |
| 2.3.1 结构设计 |
| 2.3.2 控制及驱动模块选型 |
| 2.4 海参筐组件设计 |
| 2.5 推进器选型和分配 |
| 2.5.1 推进器选型 |
| 2.5.2 推进器分配方案确定 |
| 2.6 上下密封舱设计 |
| 2.6.1 密封舱结构设计 |
| 2.6.2 材料选择 |
| 2.6.3 舱体壁厚设计及校核 |
| 2.6.4 ANSYS耐压强度分析 |
| 2.7 密封结构设计 |
| 2.8 浮块设计及选型 |
| 2.9 小结 |
| 第3章 ROV运动学建模及CFD参数辨识 |
| 3.1 坐标和坐标变换及参数定义 |
| 3.1.1 建立坐标系 |
| 3.1.2 参数定义 |
| 3.1.3 坐标变换 |
| 3.2 ROV空间运动学模型分析 |
| 3.2.1 ROV运动学模型分析 |
| 3.2.2 ROV动力学模型分析 |
| 3.2.3 数学模型简化 |
| 3.3 CFD参数辨识 |
| 3.3.1 ROV三维模型简化 |
| 3.3.2 网格划分 |
| 3.3.3 求解器仿真参数选择 |
| 3.3.4 ROV阻尼数值计算 |
| 3.3.5 ROV附加质量及惯性矩阵数值计算 |
| 3.3.6 ROV运动学模型建立 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 水下海参图像处理方法研究 |
| 4.1 整体设计思路 |
| 4.2 水下海参图像增强方案设计 |
| 4.2.1 CLAHE理论分析 |
| 4.2.2 图像分析 |
| 4.2.3 图像质量评价 |
| 4.3 水下海参图像分割方案设计 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 ROV控制系统设计 |
| 5.1 ROV控制系统总体设计 |
| 5.2 ROV控制系统硬件组成 |
| 5.2.1 中央控制器 |
| 5.2.2 位姿传感器 |
| 5.2.3 驱动器 |
| 5.2.4 供电模块 |
| 5.2.5 机械手控制模块 |
| 5.3 ROV运动控制方法研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 后记 |
| 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况 |
（2）潜水器浮力调节机构PMSM驱动控制系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景和研究意义 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 驱动电机选型 |
| 1.3 国内外研究现状综述 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 1.4.1 研究思路和方法 |
| 1.4.2 本文的结构安排 |
| 第2章 永磁同步电机矢量控制原理 |
| 2.1 坐标变换 |
| 2.1.1 Clark变换 |
| 2.1.2 Park变换 |
| 2.2 永磁同步电机数学模型 |
| 2.3 矢量控制基本原理和控制策略 |
| 2.4 空间矢量脉宽调制 |
| 2.4.1 SVPWM原理 |
| 2.4.2 SVPWM算法实现 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 永磁同步电机控制系统设计 |
| 3.1 永磁同步电机矢量控制系统 |
| 3.2 增量式PI调节 |
| 3.2.1 PID控制原理 |
| 3.2.2 增量式数字PI控制算法 |
| 3.3 电机参数测定 |
| 3.4 转子初始位置检测 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 控制系统MATLAB/Simulink建模与仿真 |
| 4.1 坐标变换模块仿真 |
| 4.2 SVPWM模块仿真 |
| 4.3 闭环控制系统模型的搭建与仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 控制系统软硬件设计 |
| 5.1 硬件电路设计 |
| 5.1.1 控制单元硬件设计 |
| 5.1.2 基于AD2S1210的旋转变压器解码电路设计 |
| 5.1.3 信号检测电路设计 |
| 5.1.4 CAN通讯电路设计 |
| 5.1.5 驱动电路设计 |
| 5.1.6 控制系统电路PCB设计 |
| 5.2 系统软件设计 |
| 5.2.1 主控制器软件设计 |
| 5.2.2 软件子模块设计 |
| 5.3 上位机软件设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 实验结果及分析 |
| 6.1 转子初始位置检测实验结果 |
| 6.2 转矩实验结果 |
| 6.3 实验结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考 文献 |
| 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
（3）变质量水下航行器均衡系统自动控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 课题研究意义 |
| 1.3 国内外发展趋势 |
| 1.3.1 AUV发展概述 |
| 1.3.2 AUV自主均衡系统发展概述 |
| 1.4 课题研究的目标、内容与方法 |
| 1.4.1 课题研究的目标 |
| 1.4.2 课题研究的内容 |
| 1.4.3 课题研究的方法 |
| 1.5 论文的结构 |
| 第二章 变质量AUV六自由度运动方程 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 AUV总体结构 |
| 2.3 AUV运动分析的坐标系 |
| 2.3.1 惯性坐标系 |
| 2.3.2 运动坐标系 |
| 2.3.3 AUV在惯性坐标系与运动坐标系上的运动参数 |
| 2.3.4 惯性坐标系与运动坐标系的转换 |
| 2.4 AUV的运动学方程 |
| 2.4.1 AUV浮心的运动学方程 |
| 2.4.2 AUV转动的运动学方程 |
| 2.4.3 AUV的攻角和侧滑角 |
| 2.5 AUV的动力学方程 |
| 2.5.1 AUV的动量和动量矩 |
| 2.5.2 AUV动力学方程 |
| 2.6 AUV运动受力分析 |
| 2.6.1 静力 |
| 2.6.2 惯性水动力 |
| 2.6.3 黏性水动力 |
| 2.6.4 螺旋桨力 |
| 2.7 海洋环境干扰模型 |
| 2.7.1 海浪干扰模型 |
| 2.7.2 海流干扰模型 |
| 2.8 AUV的六自由度运动方程 |
| 2.9 本章小结 |
| 第三章 变质量AUV自主均衡系统数学模型 |
| 3.1 AUV自主均衡系统组成 |
| 3.1.1 主压载均衡系统 |
| 3.1.2 艏艉均衡系统 |
| 3.1.3 载荷补重均衡系统 |
| 3.1.4 应急压载系统 |
| 3.2 AUV自主均衡系统工况分析 |
| 3.2.1 巡航状态 |
| 3.2.2 紧急状态 |
| 3.2.3 载荷释放状态 |
| 3.3 AUV自主均衡系统数学模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 变质量AUV自主均衡系统控制器设计及仿真 |
| 4.1 变质量AUV巡航状态均衡系统控制器设计及仿真 |
| 4.1.1 AUV均衡系统控制器设计 |
| 4.1.2 AUV均衡系统控制器仿真 |
| 4.2 变质量AUV均衡系统紧急状态控制器设计及仿真 |
| 4.2.1 AUV均衡系统控制器设计 |
| 4.2.2 AUV均衡系统控制器仿真分析 |
| 4.3 变质量AUV均衡系统载荷释放状态控制器设计及仿真 |
| 4.3.1 AUV均衡系统控制器设计 |
| 4.3.2 AUV均衡系统控制器仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 变质量AUV自主均衡系统工程设计 |
| 5.1 AUV湖上试验数据分析 |
| 5.2 变质量AUV自主均衡系统工程设计 |
| 5.2.1 模糊控制理论 |
| 5.2.2 AUV实航试验自主均衡系统控制器设计 |
| 5.2.3 AUV实航条件下仿真分析 |
| 5.2.4 复杂海洋环境AUV实航条件下仿真分析 |
| 5.3 AUV自主均衡系统工程设计关键技术及研究方法 |
| 5.3.1 AUV自主均衡系统工程设计关键技术 |
| 5.3.2 AUV自主均衡系统工程设计研究方法 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 学术论文和科研成果 |
（4）FPSO深海采油立管压力平衡式水下浮体结构设计与力学性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 2 水下浮体平台总体结构设计 |
| 2.1 水下浮体平台设计要求 |
| 2.2 水下浮体平台及其下水安装方案设计 |
| 2.3 水下浮体平台结构设计 |
| 2.4 基于内压的浮筒结构设计 |
| 2.5 小结 |
| 3 基于规范的外压浮筒结构性能分析 |
| 3.1 基于规范的外压浮筒结构分析 |
| 3.2 基于规范的外压浮筒响应面代理模型 |
| 3.3 基于规范的外压浮筒结构设计 |
| 3.4 小结 |
| 4 基于直接计算法的外压浮筒结构性能分析 |
| 4.1 外压浮筒板厚分析 |
| 4.2 外压浮筒材料分析 |
| 4.3 外压浮筒型材分析 |
| 4.4 外压浮筒肋距分析 |
| 4.5 小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 论文创新点 |
| 5.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）基于虚拟仪器的集控舵控制器故障诊断平台设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 图表清单 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.1.1 现代海战对潜艇操纵的要求 |
| 1.1.2 集控舵控制器故障诊断平台现状分析 |
| 1.1.3 集控舵线路板研制的必要性与意义 |
| 1.2 国内外相关技术发展现状 |
| 1.2.1 自动操舵仪的发展历程 |
| 1.2.2 虚拟仪器技术的发展 |
| 1.2.3 故障诊断专家系统的发展趋势 |
| 1.3 本文的主要研究工作及内容安排 |
| 第二章 基于故障树的故障诊断专家系统的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 集控舵控制器结构功能分析 |
| 2.2.1 集控舵控制器的组成 |
| 2.2.2 集控舵控制器原理分析 |
| 2.3 集控舵控制器故障特性分析 |
| 2.4 集控舵控制器故障诊断专家系统的研究 |
| 2.4.1 故障诊断专家系统概述 |
| 2.4.2 专家系统构成 |
| 2.4.3 集控舵控制器故障树的构造及分析 |
| 2.4.4 基于故障树的推理机设计 |
| 2.5 基于虚拟仪器的故障诊断专家系统 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于虚拟仪器的故障诊断平台软件系统设计与实现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 故障诊断平台软件系统的总体设计 |
| 3.2.1 软件开发平台的选择 |
| 3.2.2 数据库的选择 |
| 3.2.3 动态调用子程序的确定 |
| 3.2.4 故障诊断平台软件系统总体设计方案 |
| 3.3 故障诊断平台软件系统构建 |
| 3.3.1 故障诊断平台软件系统主界面的设计 |
| 3.3.2 故障诊断平台软件系统测试子程序设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于 PXI 总线的硬件系统设计与实现 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 仪器总线技术的研究 |
| 4.2.1 GPIB 总线技术 |
| 4.2.2 VXI 总线技术 |
| 4.2.3 PXI 总线技术 |
| 4.2.4 总线技术的选取 |
| 4.3 故障诊断平台硬件总体设计方案 |
| 4.3.1 硬件的组成 |
| 4.3.2 通用测试接口设计 |
| 4.3.3 测试接口适配器设计 |
| 4.4 故障诊断平台硬件实现 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 集控舵控制器故障诊断平台实用性验证分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 集控舵控制器故障诊断平台概述 |
| 5.2.1 运行前准备 |
| 5.2.2 软件功能 |
| 5.3 集控舵控制器故障诊断平台功能验证 |
| 5.3.1 故障诊断平台软件系统验证 |
| 5.3.2 故障诊断专家系统的验证 |
| 5.3.3 接口板 2 检测 |
| 5.3.4 模放板检测 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文研究工作总结 |
| 6.2 存在问题及后期研究方向 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（6）轻载HOV水动力系数数值预报（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 水动力及其数学模型的建立 |
| 1.2.1 水动力的含义 |
| 1.2.2 水动力数学方程 |
| 1.3 潜水器水动力研究现状 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 第2章 数值计算原理与方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数值计算求解原理及过程 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 初始条件和边界条件 |
| 2.2.3 控制方程离散 |
| 2.2.4 基于 SIMPLEC 算法和 PISO 算法的流场数值计算 |
| 2.2.5 三维湍流模型及其应用 |
| 2.3 数值计算网格 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 三维回转椭球体水动力性能数值计算 |
| 3.1 椭球体直航阻力模拟 |
| 3.1.1 椭球体几何建模及控制域生成 |
| 3.1.2 控制域网格划分 |
| 3.1.3 边界条件及求解器参数 |
| 3.1.4 计算结果分析 |
| 3.1.5 椭球体直航计算方法 |
| 3.2 椭球体水平面斜航试验数值模拟 |
| 3.2.1 椭球体水平面斜航试验 |
| 3.2.2 数值模拟水平面斜航试验 |
| 3.2.3 斜航模拟的数值计算方法 |
| 3.3 椭球体纯升沉运动模拟 |
| 3.3.1 纯升沉运动及数学方程 |
| 3.3.2 椭球体纯升沉运动数值模拟 |
| 3.4 椭球体纯俯仰运动模拟 |
| 3.4.1 纯俯仰运动及数学方程 |
| 3.4.2 椭球体纯俯仰运动数值模拟 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 穿梭潜水器水动力性能数值模拟及验证 |
| 4.1 suboff 实船阻力计算 |
| 4.1.1 SUBOFF 艇型建模及控制域网格划分 |
| 4.1.2 数值模拟计算 |
| 4.1.3 计算结果分析 |
| 4.2 穿梭潜水器操纵性试验数值模拟 |
| 4.2.1 穿梭潜水器建模与网格划分 |
| 4.2.2 直航阻力试验模拟 |
| 4.2.3 斜航试验模拟 |
| 4.2.4 平面运动机构试验模拟 |
| 4.2.5 结果分析总结 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 HOV 水动力性能预报 |
| 5.1 HOV 纵向直航阻力模拟计算 |
| 5.1.1 HOV 几何建模及控制域网格划分 |
| 5.1.2 HOV 数值模拟计算 |
| 5.2 HOV 斜航数值模拟 |
| 5.2.1 HOV 水平面斜航试验模拟 |
| 5.2.2 HOV 垂直面斜航试验模拟 |
| 5.2.3 HOV 大角度斜航预报 |
| 5.2.4 HOV 斜航模拟结论 |
| 5.3 特殊作业时的水动力性能 |
| 5.3.1 纵向航行水动力 |
| 5.3.2 横向拖曳水动力 |
| 5.3.3 垂向拖曳水动力 |
| 5.3.4 特殊工况水动力系数及水动力模型 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）潜艇运动建模及简化技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的背景、目的和意义 |
| 1.2 模拟训练的国内外研究状况 |
| 1.2.1 模拟训练概述 |
| 1.2.2 航行模拟器概述 |
| 1.3 潜艇运动模型研究的现状 |
| 1.3.1 航行仿真模型的特点 |
| 1.3.2 潜艇运动模型的发展 |
| 1.4 论文的主要工作和章节安排 |
| 第2章 潜艇深水运动模型的建立 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 坐标系、基本假设和操纵运动主要参数 |
| 2.2.1 坐标系和符号规则 |
| 2.2.2 空间运动与平面运动假设 |
| 2.3 潜艇操纵性平面运动方程式 |
| 2.3.1 平面操纵运动的一般表示式 |
| 2.3.2 作用于潜艇的流体动力一般表示式 |
| 2.3.3 作用于潜艇的惯性类水动力 |
| 2.3.4 潜艇所受的粘性水动力 |
| 2.3.5 水平面操纵运动方程式 |
| 2.3.6 垂直面操纵运动方程式 |
| 2.4 潜艇空间运动方程 |
| 2.4.1 潜艇六自由度运动的一般表示式 |
| 2.4.2 空间运动的受力表达式 |
| 2.4.3 潜艇六自由度空间运动方程式 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 潜艇近水面及应急操纵模型的仿真研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 潜艇近水面操纵性建模 |
| 3.2.1 潜艇近水面运动分析 |
| 3.2.2 艇体近水面干扰力数值计算 |
| 3.3 应急操纵的模拟 |
| 3.3.1 应急情况产生的原因及危害分析 |
| 3.3.2 水下动力抗沉运动模型 |
| 3.3.3 应急处理的车、舵、水、气抗沉模型 |
| 3.3.4 潜艇破损进水过程的建模 |
| 3.3.5 高压吹除潜艇进水过程的建模 |
| 3.3.6 可弃固体压载的建模 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 潜艇动力学模型的简化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 机理简化模型 |
| 4.2.1 仿真简化模型 |
| 4.2.2 控制简化模型 |
| 4.3 基于水动力系数敏感性分析的潜艇运动模型简化 |
| 4.3.1 水动力系数的物理意义 |
| 4.3.2 操纵性试验与指标 |
| 4.3.3 水动力系数敏感性的定义与测试 |
| 4.3.4 基于水动力参数敏感性方法简化后的模型 |
| 4.3.5 简化后模型的检验 |
| 4.4 潜艇运动模型简化工具的设计实现 |
| 4.4.1 基于MATLAB/GUI的模型简化界面开发方式 |
| 4.4.2 潜艇运动模型简化工具的功能设计 |
| 4.4.3 程序设计的关键技术 |
| 4.4.4 功能实现 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 潜艇动力学模型应用单元的设计与开发 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 航行模拟器系统结构 |
| 5.3 潜艇动力学模型应用单元的设计及实现 |
| 5.3.1 功能需求分析 |
| 5.3.2 系统设计 |
| 5.3.3 程序设计的实现 |
| 5.4 单元界面及运行结果 |
| 5.4.1 界面设计 |
| 5.4.2 测试结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）AUV均衡系统控制技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 课题的研究背景和意义 |
| 1.3 AUV均衡控制技术研究的意义 |
| 1.4 国内外的研究现状 |
| 1.5 本论文的主要工作 |
| 第2章 AUV垂直面运动和均衡系统的数学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 AUV的简单介绍 |
| 2.3 AUV运动分析中的坐标系 |
| 2.3.1 固定坐标系 |
| 2.3.2 运动坐标系 |
| 2.3.3 运动坐标系与固定坐标系之间的变换 |
| 2.4 AUV空间运动的受力分析 |
| 2.4.1 AUV的静力 |
| 2.4.2 AUV的舵力 |
| 2.4.3 零升力和零升力矩 |
| 2.5 海浪模型 |
| 2.6 AUV垂直面运动数学建模 |
| 2.7 AUV均衡系统的建模 |
| 2.7.1 AUV均衡系统的介绍 |
| 2.7.2 均衡系统的数学模型 |
| 2.8 AUV垂直面运动数学模型的仿真验证 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 自适应模糊控制的理论及设计方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模糊控制介绍 |
| 3.2.1 模糊控制概述 |
| 3.2.2 模糊数学基础 |
| 3.2.3 选择隶属度函数的原则 |
| 3.2.4 模糊控制器的常规设计方法 |
| 3.3 自适应模糊控制器的设计 |
| 3.3.1 自适应模糊控制概述 |
| 3.3.2 自适应模糊控制器的设计 |
| 3.3.3 模糊控制器参数整定 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 AUV静态均衡自适应模糊控制器的设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 AUV均衡系统的调节策略 |
| 4.2.1 横倾调节策略 |
| 4.2.2 纵倾调节策略 |
| 4.2.3 浮力调节策略 |
| 4.3 AUV静态均衡自适应模糊控制器的设计 |
| 4.4 AUV静态均衡操纵的仿真验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 自适应模糊均衡系统在AUV航行中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 湖试数据的分析 |
| 5.3 AUV的速度控制 |
| 5.3.1 AUV速度控制器设计模型 |
| 5.3.2 AUV自适应模糊速度控制器的设计 |
| 5.3.3 AUV的速度控制仿真 |
| 5.4 AUV的纵倾控制 |
| 5.4.1 AUV纵倾控制器设计模型 |
| 5.4.2 AUV自适应模糊纵倾控制器的设计 |
| 5.4.3 AUV的纵倾控制仿真 |
| 5.5 均衡系统在AUV深水定深航行中的应用 |
| 5.5.1 均衡系统的静态调节策略及其仿真验证 |
| 5.5.2 均衡系统的动态调节策略及其仿真验证 |
| 5.6 均衡系统在 AUV近水面定深航行中的应用 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、深潜艇浮力平衡微调方案探讨（论文参考文献）
- [1]海参捕捞机器人图像处理及控制系统研究[D]. 祝凯旋. 山东建筑大学, 2020(12)
- [2]潜水器浮力调节机构PMSM驱动控制系统设计[D]. 牟蓬涛. 北京工业大学, 2016(03)
- [3]变质量水下航行器均衡系统自动控制技术研究[D]. 周军. 中国舰船研究院, 2016(02)
- [4]FPSO深海采油立管压力平衡式水下浮体结构设计与力学性能分析[D]. 陆恒. 华中科技大学, 2015(06)
- [5]基于虚拟仪器的集控舵控制器故障诊断平台设计与实现[D]. 王冬. 南京航空航天大学, 2014(01)
- [6]轻载HOV水动力系数数值预报[D]. 王小波. 哈尔滨工程大学, 2013(04)
- [7]潜艇运动建模及简化技术研究[D]. 张晶. 哈尔滨工程大学, 2009(11)
- [8]AUV均衡系统控制技术的研究[D]. 孙永丰. 哈尔滨工程大学, 2008(06)
- [9]深潜器设计特征分析[J]. 朱继懋. 海洋学报(中文版), 1981(02)
- [10]深潜艇定深悬浮的实现[J]. 陈一鹗. 船工科技, 1981(01)