深海路由勘察中深拖与AUV的技术对比

详细研究了深海路由勘察项目中使用的深拖作业系统、AUV作业系统和相关的作业技术难点,总结了测量级AUV的技术优势,并对国际深海测绘级AUV的现状进行分析。对比结果显示现代深海勘察设备科技含量大幅度提高,AUV将逐渐取代走航式深拖成为深海工程勘察的新方式。

单桨微型高速AUV运动控制策略

单桨微型高速AUV运动时受到螺旋桨转矩的影响会产生剧烈横摇,水平和垂直面运动强烈耦合,甚至发生倾覆现象。针对单桨微型高速AUV运动控制问题,采用了一种主动控制与被动控制相结合的控制策略,利用方向舵与升降舵差动的方式产生主动横摇力矩,并在有限空间内对AUV内部结构进行了重新布局,降低了横摇主动控制引起的艏向与深度控制面操纵性能的损失;设计了横摇、艏向和深度滑模控制器控制器,在考虑执行机构饱和的条件下优先分配横摇控制指令。仿真结果表明该控制策略在有效地镇定横摇时可以降低操纵性损失,减小水平面与垂直面运动的耦合,实现深度和艏向运动的跟踪控制。

波浪条件下空投AUV入水数值模拟

针对波浪条件下空投自主式水下运载器(AUV)低速入水(伞降或低空空投)工况,采用计算流体力学方法进行数值模拟.计算了5套不同分辨率网格的AUV入水情况,证明了所采用的网格设置能很好地满足AUV入水数值模拟.分析了AUV在波峰、波谷等不同入水点处受力情况.入水点在波峰和波谷处AUV受力较大,且这两点处x方向上受力变化趋势是相反的,主要原因是水面上水质点圆周运动速度和迁移速度叠加导致的合速度方向不一致.分析了不同波浪参数和风速对AUV受力的影响,不同波浪参数和风速对AUV垂向受力影响极小,而对横向受力影响较大;相比于静水入水,波浪条件下入水受力更大.产生这些现象的主要原因是波面上水质点的横向运动.