海斗号全海深水下机器人体积弹性模量建模方法

面向海斗号全海深水下机器人万米深潜对重力与浮力的匹配性需求,研究其跨越万米深度过程中因体积变化而引起其浮力变化的海洋环境因素影响机理,分析各海洋环境因素对海斗号重力与浮力匹配的影响;基于机理分析法,构建海斗号全海深水下机器人综合体积弹性模量数学模型,为面向不同深度的作业任务提供浮力配平依据,实现其对不同深度剖面的环境适应性;利用海斗号不同下潜深度的海上试验数据,验证了本文构建的海斗号全海深体积弹性模量模型的准确性,为全海深水下机器人深度剖面环境适应性实现方案提供了模型参考和理论依据。

全海深ARV动力学建模及简化研究

以全海深自主遥控水下机器人(Autonomous&Remotely-operated Vehicle, ARV)为研究对象,针对全海深ARV的稳定航行和作业控制需求,借助潜艇标准运动方程建立直航动力学模型,还提出使用多元函数泰勒展开的方法建立独立的垂直运动动力学模型。其次,以节约计算机资源为目的,采用拟合优度分析、显著性检验和全局敏感性分析的方法剔除动力学模型中不重要的水动力系数项,得到简化的动力学模型。将初始和简化动力学方程的拟合结果与计算流体力学仿真(Computational Fluid Dynamics, CFD)计算结果进行对比分析,对比结果表明,全海深ARV直航和垂直运动动力学模型和简化动力学模型均是可靠的。