小型潛器變體積控制裝置研制及其參數(shù)辨識.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，深海采礦是大勢所趨，也是國家利益所在。各國都在研究與發(fā)展深海采礦技術。在深海采礦技術中，如何檢測采礦船升沉運動，向升沉補償系統(tǒng)提供控制信號，是深海采礦首要突破的難題之一。 以水下深度不變的潛器為基準坐標，測量采礦船的實時升沉運動，并以此作為深海采礦升沉補償控制系統(tǒng)的輸入信號，這是廣東工業(yè)大學機電液智能控制研究室的吳百海教授等人提出的深海采礦補償系統(tǒng)的采礦船升沉運動檢測新方法。如何保證坐標潛器在水下的深度保持不

2、變，是這一方法中的重點技術之一。在水中產(chǎn)生控制潛器深度不變的恢復力的方法有兩種：螺旋槳和變密度。由于螺旋槳產(chǎn)生的推進力難以精確調(diào)節(jié)，本文在前期研究的基礎上增加了變密度裝置以產(chǎn)生精確的恢復力。保持質量不變、改變體積大小是改變潛器密度的一種方法。本文調(diào)節(jié)體積的具體結構采用活塞，通過活塞的移動來改變潛器的體積，以此產(chǎn)生控制潛器深度不變的恢復力；接著建立了活塞運動的動態(tài)模型，并基于能量轉換的方法對模型的參數(shù)進行了辨識，獲得了潛器的變體積裝置的辨

3、識模型，為坐標潛器在水下保持深度不變的控制提供了技術支持。主要研究內(nèi)容如下： （1）開發(fā)了變體積控制系統(tǒng)的控制電路，主要包括伺服電機控制電路板、伺服電機電壓輸入控制電路、速度輸入信號電路板、扭矩輸入信號控制電路板等。編制了伺服電機的控制程序、信號采集程序等軟件，對伺服電機進行了控制并檢測。 （2）開展了模擬裝置的運行調(diào)試，通過實驗，測得了活塞運動、伺服電機扭矩等隨時間變化的數(shù)據(jù)，建立了活塞運動的速度一時間的關系、位移一時