水下滑翔機(jī)浮力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性研究.pdf

1、水下滑翔機(jī)是最近十幾年發(fā)展起來的一種新型水下無人潛器，它依靠自身浮力的變化提供驅(qū)動(dòng)力，具有耗能低、隱蔽性好和長距離航行等優(yōu)點(diǎn)，主要用于海洋環(huán)境參數(shù)的測量，同時(shí)具有重要的軍事應(yīng)用價(jià)值。水下滑翔機(jī)的浮力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在滑翔機(jī)下潛與上浮過程中占據(jù)核心地位，其運(yùn)行是否安全可靠直接影響到滑翔機(jī)作業(yè)的安全及其工程化應(yīng)用。
　　本文結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)開發(fā)了適用于課題組的水下滑翔機(jī)浮力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并進(jìn)行了系統(tǒng)的性能校核。針對所設(shè)計(jì)的浮力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行

2、可靠性設(shè)計(jì)與分析、典型故障診斷及搜索策略的確定、可靠性的系統(tǒng)仿真和生存分析。最后結(jié)合課題組的研究基礎(chǔ)，進(jìn)行了單元獨(dú)立試驗(yàn)和整體性能測試，驗(yàn)證了浮力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性及其工作穩(wěn)定性。
　　本文的主要研究成果為：
　　本文設(shè)計(jì)了水下滑翔機(jī)的浮力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。通過對國內(nèi)外現(xiàn)有浮力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分析，并結(jié)合課題組的任務(wù)要求，設(shè)計(jì)了符合要求且性能更優(yōu)異的結(jié)構(gòu)形式。結(jié)合水下滑翔機(jī)的工作模式，確定了浮力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作原理圖。
　　浮力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的

3、性能校核。針對設(shè)計(jì)的浮力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行壓力損失校核、溫升校核，以及水下滑翔機(jī)水面通信姿態(tài)能力校核，并運(yùn)用simhydraulics建立排油回路的仿真模型，進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的仿真。
　　浮力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性分析及故障搜索。建立浮力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性框圖，計(jì)算系統(tǒng)可靠度并進(jìn)行仿真，得到系統(tǒng)的可靠性曲線，計(jì)算了系統(tǒng)的平均無故障時(shí)間。建立“浮力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)無法正常排油”的故障樹模型，確定模型的決策矩陣并規(guī)范化處理，通過判斷矩陣和加權(quán)向量得到規(guī)范化

4、搜索決策矩陣，然后采用逼近于理想解的排序方法(TOPSIS)對其求解，找出與理想解距離最近且離負(fù)理想解最遠(yuǎn)的值，作為該事件故障搜索的最優(yōu)方案。
　　浮力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的生存分析。首先將浮力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原始故障數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到其生存數(shù)據(jù)；然后利用Kaplan-Meier估計(jì)方程求解生存函數(shù)，計(jì)算出方差和標(biāo)準(zhǔn)差，并求取平均存活時(shí)間；最后運(yùn)用SPSS軟件，作出浮力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的生存曲線、累積危險(xiǎn)率曲線和危險(xiǎn)率函數(shù)曲線，直觀的顯示出系統(tǒng)的生存能力分