基于液壓驅(qū)動(dòng)的ROV水下作業(yè)仿真研究.pdf

1、目前ROV模擬器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于駕駛員操作技術(shù)培訓(xùn)、水下維修作業(yè)方案論證等領(lǐng)域，并取得豐碩成果。近年來隨著陸地資源日益枯竭，人們將目光投向深海，而水下作業(yè)環(huán)境具有復(fù)雜多變、不確定因素多等特點(diǎn)，使得駕駛員對ROV的遠(yuǎn)程操作變的困難，再加上駕駛員心理因素的影響，作業(yè)失敗幾率升高，易造成不可估量的損失，為此通過建立ROV仿真模型，模擬ROV水下作業(yè)時(shí)相關(guān)參數(shù)的變化，為駕駛員提供經(jīng)驗(yàn)積累，提高操作水平，增加作業(yè)成功率。本文基于該目的，對ROV的主

2、要驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)--液壓系統(tǒng)進(jìn)行建模與仿真并結(jié)合ROV動(dòng)力學(xué)模型，模擬其水下作業(yè)時(shí)系統(tǒng)工作特性的變化，為駕駛員提供可參考的技術(shù)參數(shù)。本文主要進(jìn)行以下幾個(gè)方面內(nèi)容的研究：
　　首先分析ROV液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)及基本工作原理并給出相關(guān)參數(shù)，建立基于功率鍵合圖法的閥控液壓馬達(dá)數(shù)學(xué)模型，通過研究SMD公司給出的螺旋槳試驗(yàn)曲線，結(jié)合船舶四象限圖譜建立螺旋槳的動(dòng)力學(xué)模型。針對水下特殊環(huán)境，估算機(jī)械手各關(guān)節(jié)的負(fù)載能力。
　　其次建立了基于AMESi

3、m的ROV液壓系統(tǒng)仿真模型，詳細(xì)分析系統(tǒng)中關(guān)鍵部件的工作原理，采用測量、計(jì)算及對單一變量進(jìn)行批處理的方法分析部件的響應(yīng)特性，得到最優(yōu)匹配參數(shù)。通過對比樣本及理論分析驗(yàn)證液壓泵站、單臺(tái)推進(jìn)器、壓力補(bǔ)償油箱、減壓閥及二位三通換向閥模型滿足系統(tǒng)的使用要求。
　　再次建立ROV水下作業(yè)動(dòng)力學(xué)模型，采用推力合成的方法得到ROV在空間五自由度運(yùn)動(dòng)方向上的驅(qū)動(dòng)力（矩），并根據(jù)哈爾濱工程大學(xué)所做的水動(dòng)力實(shí)驗(yàn)建立ROV運(yùn)動(dòng)方程，通過對運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系速度