哈尔滨工程大学学报2023,Vol.44Issue(1) :125-130,160.DOI:10.11990/jheu.202104047

无磁浮力调节式水下实验平台升沉运动控制设计

Design of the control of lifting and sinking motion of a non-magnetic buoyancy-regulated underwater experimental platform

曾雨昊 向冰 刘彪 余祖耀
哈尔滨工程大学学报2023,Vol.44Issue(1) :125-130,160.DOI:10.11990/jheu.202104047

无磁浮力调节式水下实验平台升沉运动控制设计

Design of the control of lifting and sinking motion of a non-magnetic buoyancy-regulated underwater experimental platform

曾雨昊 1向冰 2刘彪 1余祖耀1
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作者信息

  • 1. 华中科技大学船舶与海洋工程学院,湖北武汉 430070
  • 2. 中船重工第七二二研究所,湖北武汉 430025
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摘要

针对部分对磁场干扰要求较高的海洋探测需求,本文设计了一种无磁浮力调节式水下实验平台.该平台结构采用无磁材料,并以高压气囊作为浮力调节装置来实现升沉控制.其浮力调节系统气囊体积小、调节精度高,且控制逻辑简单可靠.本文阐述了水下实验平台的工作原理及关键技术,基于刚体动力学方法及经典控制理论,建立了系统物理模型和控制器模型,结合Matlab/Simulink对控制过程进行仿真分析,并开展海洋试验验证.结果表明:无磁浮力调节式水下实验平台可实现4‰体积浮力调节,且控制算法稳定收敛,能够实现快速响应及6.6%深度精度控制,适用于所需求的工作环境,为浮力调节式水下实验平台的进一步研究提供了理论基础.

关键词

浮力/气动/动力学模型/运动控制/控制系统/无磁/PD控制/海洋工程

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基金项目

国家科技重大专项(2016ZX05038-004-LH001)

出版年

2023
哈尔滨工程大学学报
哈尔滨工程大学

哈尔滨工程大学学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.655
ISSN:1006-7043
参考文献量12
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