四旋翼式水下航行器设计与关键技术研究

发布时间：2024-04-08 02:11

　　海洋是人类尚未充分探索和开发的宝库,也是保障我国可持续发展的重要战略目标。由于受人类身体所限,发展以无人水下航行器为代表的海洋工程设备已成为探索、开发和利用海洋的重要途径。随着建设和发展海洋的需求不断增加,海洋各种作业任务变得更加复杂多样,对无人水下航行器的要求日益提升。本文在分析现有无人水下航行器基础上,提出和设计了推进器呈X型布置的新型四旋翼式水下航行器,并以系统设计、数学建模、运动控制和编队控制为内容对该航行器的若干关键技术进行了较为系统性的分析和研究。相关理论成果通过仿真和水池实验加以验证。论文的主要研究内容如下:1)提出了四旋翼式水下航行器4个推进器呈X型的布置方式,并分析了在此布置下四旋翼式水下航行器的运动机理。四旋翼式水下航行器因推进器的X型的布置使其运动具有了前进、垂直、横滚和纵倾偏航4种独立的基本运动,从而使航行器具有较好的运动性能。2)针对四旋翼式水下航行器,根据模块化原则,分别对航行器的机械系统、中央控制系统、通讯系统和动力系统进行了分析和设计。对于机械系统,在不考虑推进器情况下,航行器整体外形基本采用流线型,且分为5个舱段;对于中央控制系统,选用数字信号处理器(...

【文章页数】：116 页

【部分图文】：

图１－１第一批无人水下航行器??

１．２无人水下航行器研究现状??无人水下航行器研制始于２０世纪５０年代，世界上第一艘缆控水下航行器和自主式水??下航行器都诞生于美国（见图１－１）?［｜（）］。Ｉ９６０年，美国成功研制世界第一艘缆控水下航行??器ＣＵＲＶ１，主要用于寻找鱼雷等武器；２０世纪５０年代末，美国华盛顿大....

图１－２美国部分典型水下航行器??

最早可追溯至２０世界６？年代，其根据工作深度分为多个型号且采用模块化设计极方便??改装，直到今日依然广泛应用于水文调查、海上搜救、反鱼雷等民用和军用任务，如在马??航ＭＨ３７０事件中ＲＥＭＵＳ深度参与了海下搜寻工作。图１－２为美国部分典型水下航行器。??（ａ）?Ｊａｓｏｎ号遥控潜....

图１－３俄罗斯（苏联）典型水下航行器??

Ｔａｌｉｓｍａｎ水下航行器［２２）由英国ＢＥＡ系统公司研发，首艘航行器于２００６年交付，其外形??长４．５ｒｎ，宽２．５ｍ，工作深度３００ｍ，负重载荷可迖５００４，配有６个推进器，并采用模块化??设计，可根据不同任务更改载荷，可用于猎扫雷等军事用途。图１－４为英国典型水下航行??....

图１－５其它国家典型水下航行器??

１绪论??２０００年被交付使用，采用圆锥流线型，任务载荷３００知，有较强的续航能力，曾在２００５年??创造水下８００ｍ深、连续航行５６心航行距离达３１７Ａ：ｍ的世界纪录。图１－５为其它国家典型??水下航行器。??ｉＶ??（ａ）?Ｈｕｇｉｎ水下航行器?（ｂ）?Ａｌｉｓｔｅｒ水下航行....

本文编号：3948329