文档介绍：⑧R一一~~⋯甠一天毕大謦博士学位论文学科专业:扭丝皇壬三捏作者姓名:婆重担指导教师:三挝堑塑撞年一级学科:扭越王程干净蝂鐾翿妻籸中目近代第一所女
摘要本文主要开发和研制了~种针对特定水域的小型、浅水域、预编程、测量型水下自航行器,并对该系统从理论分析、详细设计、样机制作、试验研究、系统改进凡个方面进行了研究和探讨。该系统具有自主知识产权、面向特殊海域,可分离模块式构型具有一定原创性。不仅为海洋勘察与测量提供了测量航行器,也为多功能新型水下自航行器的进一步研究和开发奠定坚实的技术基础。本研究根据航行器的主要性能要求,提出了可实现座底观测与释放分离的水下自航行器新构型,经过系统详细设计,完成了总体设计方案和试验样机研制与改进,并提出了重心与浮心改变的水下自航行器的重心与浮心计算方法与设计准对铝板卷焊环肋加强圆柱耐压壳体结构参数、释放分离机构工作的安全可靠性以及航行器下沉方式进行了分析和研究。首先,以质量最小为优化耳标对耐压壳体结构参数进行了优化设计:然后,针对壳体制造过程中的两种主要制造误差圆柱度误差和焊缝质量缺陷对壳体承载能力的影响进行了有限元分析,为合理考虑制造误差对壳体承载能力的影响和合理制定加工制造精度要求等提供了指导;最后,有限元模型的正确性通过实验进行了验证。另外,基于理论分析与试验测试相结合的方法,确定了释放分离机构的主要结构参数,试验验证了释放分离机构设计的合理性和可靠性。为保证水下自航行器总体平稳准确坐落在指定海域的水底,提出了三种注水下沉方式并进行了运动分析和实现难易程度的对比,并确定采用航行器总体先下潜后自由下沉的方式,试验结果表明了该方法的有效性和基于方程,建立了航行器总体的一般动力学模型,并对航行器航行过程中所受的外力作了进一步分析,以矩阵的形式给出了更为具体的动力学方程表达式。基于解耦原理和小扰动理论,对运动方程进行了解耦和线性化,获得了工程实际中简便、实用的动力学模型。对航行器主体浮出水面在波浪中的动态响应进行了分析和研究,基于牛顿第二定律分别建立和推导了主体在水面的自由升沉运动和横摇运动的运动方程,进而推导了主体在波浪激励下的升沉和横摇运动方程,并得出了稳定振荡后升沉运动振幅与波振幅之比及最大横摇角的计算式。基于简化的动力学模型,分别设计了航速、航向、纵倾和深度控制器,并进行了计算机仿真研究。论述了航行器总体的完整工作过程、组成模块和各模块应具有的功能与承担的任务。首次将芟哂τ糜诤叫衅骺刂葡低持校⒔则。合理性。
和完成了基于芟叩幕旌希植际娇刂葡低车姆植愫妥芴褰峁股杓疲饩隽以前刂葡低车牟蛔恪以自行研制的水下自航行器模型样机为试验对象,对其密封与耐压性能、直航与特定性能和完整工作过程等分阶段进行了试验研究,对试验中出现的问题,在深入理论分析与扑愕幕∩咸岢隽讼嘤Φ慕饩龃胧鼓P脱玫讲断改进和完善。最终,在湖试中航行器成功地完成了直航、偏航、下潜、注水、下沉落底、释放、上浮等一系列动作,验证了航行器能够完成预期的各项功能,表明水下自航行器总体及控制系统设计的正确性、有效性和实际可行性。关键词:水下自航行器,优化设计,有限元法,释放机构,动态响应。升沉运动,动力学建模,刂破鳎刂葡低常珻
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翩躲王蜘学位论文作者签名:揍芏徊媲┳秩掌冢学位论文作者签名:玛囊彳工签字日期:癊矿月∥日签字日期:少,,年∥月,日∥,∥年∥月艿日独创性声明学位论文版权使用授权书或撰写过的研究成果,也不包含为获得垂盗盘堂或其他教育机构的学位或证特授权鑫壅盘茔可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本学位论文作者完全了解鑫鲞盘茔有关保留、使用学位论文的规定。本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得
第一章绪论关注海洋地球的表面积为×%被海洋所覆盖【。大约有%的世界人口居住在近海领域。但是由于海洋环境的恶劣与复杂、海水高度的腐蚀性、强压力和对传感器的不透明性,人们对近在咫尺的海洋的了解远不及广阔的外层宇宙空间,科学发展至今,人们对陆地与太空的探索投入了巨大精力,并取得了长足的发展,而对和我们密切相关的海洋的理解与研究是相对薄弱的【俊世纪后期,人们己经越来越认识到海洋对人类发展的重要性。海洋所拥有的丰富矿产、石油天然气资源,可再生的生物资源,以及相伴随的经济潜力和战略地位,当