特种rov设计与控制方法研究

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1、哈尔滨r样人学硕十学位论文摘要本文研究的特种ROV是用来模拟潜艇失事时的潜艇逃生舱段，实现对深潜救生艇引导和定位，与深潜救生艇的安全对接。要使特种ROV成功完成模拟对接任务，就要根据任务要求进行外形结构、布局等的设计并且对其进行有效的控制。首先，本文参考国内外水下装置的成功设计经验，通过对水下装置结构设计因素的分析，设计了开架式，耐压舱在中间，左右两边两个浮力调节舱用来模拟潜艇失事时潜艇逃生舱段的外形结构，进行了特种ROV耐压壳体结构强度计算，并且分析了整体平衡方法，计算了相应的浮心、重心位置及

2、其稳定性。其次，在以上特种ROV设计的基础上对其水动力特性进行分析，建立了特种ROV空间运动学模型，并根据实际需要进行了适当简化，根据船舶原理无因次体系初步估算了特种ROV的水动力系数，得到了特种ROV六自由度运动模型，并且对特种ROV的运动模型进行了水平面运动和垂直面运动模型验证。最后，根据特种ROV运动模型，在特种ROV的垂直面运动控制中使用了协调控制的方法，设计了特种ROV垂直面协调控制器，并且对浮力调节舱设计中的两种浮力调节装置进行了仿真；在水平面运动控制中使用了基于推力参数分配器的不同

3、航速下的航向角控制。在特种ROV垂直面运动协调控制的基础上，分析了PID和神经网络相结合的形式，建立了神经网络自适应PID控制器。通过不同的仿真案例，验证了上述控制方法的可行性。关键词：特种ROV；协调控制；PID控制；神经网络PID控制；哈尔滨l：稃人。学硕十学位论文AbstractThisdissertationisstudyedthesubmarineescapablecabinsegmentsimulationequipmentintitledthespecialROV(Remotely

4、OperatedVehicle)，simulatedsubmarineescablecabinsegmentofsubmarinewrecking，realizedleadingandpositionthedepthdivingaccidentboat，successfullydockingaccidentboat．ThespecialROVsuccessfullyaccomplishtheassignmentofsimulatingdocking，weshouledaccordingtothe

5、missiondesignedthefigurationstructure、compositionandcontroledthespecialROV．Firstly,byreferencingaboutthesuccessfulexperienceindesignofUnderwaterVehiclesbothindomesticandabroadandanalyzingthestructuredesignedfactoroftheUnderwaterVehicles，thispaperdesi

6、gnanopen-shelfstructure，withpressurecabininthemiddleandtwobuoyancyadjustmentcabininbothsidestosimulatethewreckedsubmarine’Sescapecompartment．Also，thestructureintensityofthepressurecabiniscalculatedandthewholebodybalancemethodisanalyzed．Besidesthese，t

7、hepositionofthecenterofbuoyancyandgravityandstabilityalecalculated．Secondly,basedonthedesignofthespecialROV’Sstructure，thischapteranalysisthepropertyofthehydrodynamicforceandmodelingthedynamicmodelofthespecialROV．Also，themodelissimplifiedaccordingtot

8、hepracticalneed．Then，byusingthedimensionlesssystemintheshiptheory，thehydrodynamicforceofthespecialROVisestimated．Finally,thespecialROV’S6degreeoffreedom(DOF)modelismodeledandsomesimulationresultsalegiventovalidatethemodel’Shorizontalandverticalmotion