深海拖曳系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)性能分析與定高控制研究.pdf

1、深海拖曳系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱深拖系統(tǒng)）是由拖船，拖纜（纜繩），拖體為主要組成部分的綜合探測(cè)系統(tǒng)。它可應(yīng)用于海底地貌拍攝，海洋資源勘探，沉沒(méi)物體搜尋等水下作業(yè)。它具有探測(cè)面積廣，作業(yè)效率高，操控性能好等諸多優(yōu)勢(shì)，是深海探測(cè)領(lǐng)域中一種重要的技術(shù)手段。
　　計(jì)算機(jī)仿真與控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為深拖系統(tǒng)的研究工作提供了一種便捷、可靠且有效的方法。不管是用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)深拖系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析，還是用仿真模塊對(duì)拖體航行進(jìn)行閉環(huán)控制研究，計(jì)算機(jī)都能較為方

2、便地給出理想的結(jié)果。并且這些結(jié)果對(duì)于深拖系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際作業(yè)有著比較重要的參考價(jià)值。
　　文章首先采用集中質(zhì)量法，對(duì)拖纜進(jìn)行離散，并對(duì)離散的纜繩單元進(jìn)行受力分析，最后以拖船和拖體為邊界條件，建立一組關(guān)于系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程組。利用數(shù)值分析方法解此運(yùn)動(dòng)方程組，得到一組可以描繪系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的數(shù)值解。
　　在這基礎(chǔ)上，文章不光對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，得到了不同參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響；還進(jìn)一步地分析了一級(jí)深拖系統(tǒng)和二級(jí)深拖系統(tǒng)各自的運(yùn)動(dòng)性能，比較了兩

3、者的異同。同時(shí)，對(duì)于二級(jí)深拖系統(tǒng)良好的升沉補(bǔ)償能力進(jìn)行了較為深入的研究，為深拖系統(tǒng)定高航行提供了一種效果不錯(cuò)的方案。
　　除了對(duì)深拖系統(tǒng)本身的運(yùn)動(dòng)性能分析，文章從控制理論入手，尋求以拖體姿態(tài)以及航行軌跡調(diào)控的控制策略。為此，文章考慮了由拖纜向拖體的單向作用，以及拖體首尾升降舵和垂直推進(jìn)器的作用，利用PID控制原理進(jìn)行定高航行控制模塊的設(shè)計(jì)。
　　本文的研究工作將有利于進(jìn)一步了解深拖系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)性能，也為今后的深拖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化