深海采礦升沉補(bǔ)償潛式坐標(biāo)定深度控制研究.pdf

1、海洋將是該世紀(jì)人類(lèi)大規(guī)模進(jìn)軍的目標(biāo),這是全球的共識(shí).各國(guó)已經(jīng)對(duì)深海采礦進(jìn)行了大量的研究,但升沉補(bǔ)償仍是深海浮式采礦尚待解決的關(guān)鍵技術(shù)之一.在升沉補(bǔ)償時(shí)需要獲取采礦船運(yùn)動(dòng)作為控制信號(hào)使補(bǔ)償系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)動(dòng)作.在大洋深海環(huán)境下,難以找到合適的靜止參考坐標(biāo),該文課題組的先期研究提出了用懸浮潛體作為參考坐標(biāo)的方法.該方法尚有待加深研究,為此該論文在繼承課題組相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,開(kāi)展深海采礦系統(tǒng)潛式坐標(biāo)的定深度位置控制研究.文章首先論述了課題確立的背

2、景和意義,介紹了國(guó)內(nèi)外水下潛器的研究現(xiàn)狀.潛器在水中通常是靠升降舵及其殼體在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生升降力,而潛式坐標(biāo)和Argo浮標(biāo)則通過(guò)不斷地調(diào)節(jié)密度產(chǎn)生恢復(fù)力,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定懸浮狀態(tài).由于A(yíng)rgo浮標(biāo)用途不同,其深度控制誤差比較大,而潛式坐標(biāo)則要求較高的深度位置精度,因此該項(xiàng)研究既具有社會(huì)意義也具有學(xué)術(shù)價(jià)值.接著該文分析潛式坐標(biāo)的工作原理,并對(duì)潛式坐標(biāo)進(jìn)行力學(xué)分析,之后提出了其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu).在此基礎(chǔ)上,根據(jù)潛式坐標(biāo)的工作原理和要求分別介紹了潛式坐標(biāo)

3、的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電器和電子裝置的主要研制工作,及簡(jiǎn)介了所開(kāi)發(fā)的軟件的各主要部分和功能.在完成潛式坐標(biāo)的研制工作后,文章詳細(xì)介紹了潛式坐標(biāo)縱向位置控制器的設(shè)計(jì)、模擬試驗(yàn)及其分析結(jié)果.最后,文章進(jìn)行了扼要的總結(jié),同時(shí)探討了下一步的發(fā)展方向.該課題的研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目"深海采礦工程升沉補(bǔ)償系統(tǒng)的研究"和廣東省教育廳自然科學(xué)基金項(xiàng)目"海洋水下潛式坐標(biāo)的研究,,的資助,對(duì)潛式坐標(biāo)進(jìn)行力學(xué)分析、完成了潛式坐標(biāo)模擬裝置研制以及完成了具有較