小型水下航行器重心调节机构设计

为提高小型水下航行器的操控性与机动性,设计了可应用于水下航行器的重心调节机构,利用该机构可实现对航行器俯仰角的控制.系统选用了51系列单片机和L298集成控制电路,对步进电机进行控制,并带动高精度滚珠丝杠驱动重物块来改变航行器重心位置.通过仿真实验验证了机构在调节航行器俯仰姿态中的可靠性和准确性.     

面向微型水下航行器的水泵式沉浮系统设计

根据各种沉浮结构的优缺点,依靠齿轮泵和带换气阀的水舱,设计了一种微小型水下航行器上浮下潜运动的装置,实现了微小型水下航行器成本低,机动性高,控制简单的要求。     

水下驻留航行器液压式驻留机构设计

为解决传统水下自主航行器工作时间短的局限,学术界提出了驻留航行器的概念。该文在分析了驻留航行器总体构成和工作方式的前提下,针对航行器的液压支撑式驻留机构进行了工况分析、系统设计、重要部件设计、液压元件选择、三维造型和总体组装。该机构实现了航行器长时间海底驻留的功能,对驻留航行器的工程应用发挥了重要作用。     

超小型水下航行器密封活塞腔的耐压性分析

文中讨论了活塞式超小型水下航行器的稳定性、耐压性问题,介绍了活塞式超小型水下航行器的机械结构及其实验平台.该航行器采用独特的活塞式沉浮控制机构来实现沉浮运动控制.沉浮控制是水下航行器控制最主要的内容之一,因此通过活塞腔分别进行了理论设计、水下实验以及有限元分析,进一步验证其设计的可靠性、可用性.实验结果表明,该设计合理、可行、实用.     

无人水下航行器摆式发电装置设计与研究

针对海洋无人水下航行器能源供给需求,设计了一款小型化摆式发电装置,该装置搭载在无人水下航行器内部,受波浪、海流、潮汐等影响,航行器产生摆动,获取海洋动能,并将其转换成稳定的电能。详细论述了摆式发电装置的工作原理、系统结构和设计方案,建立了系统机电耦合动力学仿真平台进行仿真分析,并开展了样机试验验证。研究结果表明：该摆式发电装置设计是可行的,实现了电能稳定输出,有效发电效率达到了24.40%。     

水下航行器光学隐蔽深度测量系统

为了实现对水下航行器光学隐蔽深度的实时测量,研制了水下航行器光学隐蔽深度测量系统。根据目标背景对比度的传输理论,分析了目标背景对比度在海水、大气、海面的传输特性,建立了水下航行器光学隐蔽深度模型。基于该模型分析了测量水下航行器光学隐蔽深度所需要的参数,设计了测量海水上行辐照度、海水下行辐照度、海水体衰减性系数、海水漫衰减性系数和水下航行器表面反射率的测量方法,并完成一次海上试验。试验测得良好天气情况下特征尺度为12m的水下航行器的光学隐蔽深度为25~35m。试验结果表明,设计的测量系统可以实现对水下航行器光学隐蔽深度测量,并适用于各类潜艇。由于改变了传统的在水面进行深度测量的方式,该系统工作稳定可靠,提高了隐蔽性和对海域测量的准度,可为水下作战决策提供帮助。     

一种可重构水下航行器结构设计方法

为了适应水下航行器的多种用途,同时降低水下航行器的建造成本,提出了一种基于模块化设计技术进行水下航行器结构设计的方法。通过功能模块划分实现了水下航行器的模块化结构设计,使得水下航行器结构具有可重构性,进而达到通过模块重组以适应多用途的最终目的。     

水下航行器对接装置的多关节联动控制系统仿真

针对水下航行器自主回收的需求,设计了一种水下航行器的对接回收装置,并通过拉格朗日法建立了对接机械臂动力学模型。为了保障控制系统的可靠性,在对水下对接装置进行实际控制硬件安装与调试之前,进行基于其虚拟样机的仿真实验。通过ADAMS-MATLAB联合仿真,调试控制系统的控制参数,观察对接机械臂在各关节联动控制下的效果,为后续实验样机的控制系统硬件和算法的实施建立基础。     

水下航行器舱段连接结构设计

水下航行器壳体设计是以舱段为单元的,舱段连接最复杂之处在于两端法兰的设计,法兰设计在结构布局上不仅要解决好载荷的传递和壳体外形整流问题,还要解决邻舱段协调一致的问题,即水下航行器舱段连接方式问题。详细阐述了三种水下航行器舱段连接方式,并就其优缺点进行了比较,为该产品的结构设计提供了重要的参考依据。     

卧式压力釜系统的研制与应用

针对卧式压力釜系统的研制与应用进行了说明,重点介绍了系统的组成、工作流程与系统的详细配置,利用该系统可以模拟水下航行器的高水压环境,为水下航行器的成功研制提供保障。     

大型液压千斤顶试压装置设计

设计制作了一套大型液压千斤顶试压装置,实现了对液压千斤顶的试压检验,为维护设备的性能稳定,确保现场施工的使用安全,提供了保障。     

现场配管的压力试验

目前液压系统安装现场基本上不进行现场配管的压力试验,给设备使用带来了安全隐患。特别是在目前液压设备高压趋向下,必须对设备现场配管的压力试验提出要求。     

基于压力流量复合控制的水下非开挖钻进电液驱动系统研究

水下攻千斤作业是沉船打捞的关键环节。设计一种基于非开挖钻进的水下攻千斤电液驱动系统，对钻进过程的钻进及旋转负载进行研究，分析钻头承受的切削阻力、海底泥压力、冷却液作用力以及钻杆受到的摩擦阻力的影响，并基于压力流量复合控制提出了水下非开挖钻进电液驱动系统，采用比例溢流阀控制液压马达两腔压力，采用比例换向阀控制进入液压马达的流量。采用AMESim软件对水下非开挖钻进电液驱动系统进行仿真分析，结果表明，其基本能够实现在不同海底地质条件下恒压连续钻进，保证沉船打捞水下攻千斤作业的顺利进行。     

深海装备压力补偿器及测试系统的设计

介绍了液压驱动的深海作业装备的具体工况,分析了深海作业装备要求液压系统进行压力补偿的特殊原因,对设计的滚动橡胶膜片式压力补偿器进行了受力分析,得出了影响补偿器压力稳定的因素,在理论分析的基础上对滚动橡胶膜片式压力补偿器进行了详细设计,阐述了该压力补偿器的机械结构、密封结构及工作机理,并介绍了压力补偿器应用母体之一的水下机器人;针对压力补偿器设计了配套的试验测试系统,该测试系统能够满足压力补偿器的保压测试、功能性测试等常规试验。     

液压软管脉冲试验机电液伺服系统的设计与研究

随着我国飞机、汽车、工程机械的快速发展,对液压系统的管路及附件的耐压性、抗冲击性及其可靠性提出了更高的要求。根据对液压软管的液压脉冲实验要求设计了液压软管压力脉冲试验机电液伺服系统,并针对正弦波、水锤波的不同类型输入信号对系统进行了仿真研究,根据试验机周期性测试任务以及电液伺服系统非线性的特点,采用了重复控制和PID控制的复合控制策略,仿真结果表明此控制方法可以提高压力跟踪精度、动态特性和系统的鲁棒性。通过设计基于LabVIEW虚拟仪器和PLC的测控系统,对系统进行实验研究。仿真结果和实验结果研究相比表明,所设计的液压伺服系统可以满足用户提出的严格测试要求。     

考虑非线性特性的电控助力制动系统多闭环压力控制策略

针对电控助力制动系统(Electro-booster brake system, Ebooster)主动制动时面临的液压系统时变特性扰动、传动机构动静态摩擦阻碍以及底层伺服电机电磁特性耦合等诸多非线性难题,提出一种考虑非线性特性的压力—位置—电流多闭环压力控制策略。分析Ebooster主动制动工作原理并建立面向控制器设计的等效简化模型;基于自抗扰理论设计压力环控制器,补偿了液压系统时变特性扰动;采用鲁棒滑模变结构设计位置环控制器,考虑传动机构动静态摩擦阻碍和系统未建模扰动;通过李雅普诺夫稳定性理论设计电流环控制器,解决永磁同步电机双轴电流耦合问题。基于d SPCAE设备搭建了硬件在环台架进行算法测试验证。结果表明,提出的多闭环压力控制策略能够控制Ebooster实现主动制动功能,压力跟随的稳态误差在0.2 MPa之内,同时在多种压力跟随工况下表现出良好的控制效果。研究成果为机-电-液耦合的线控制动系统进行制动压力控制时面临的多种非线性扰动问题,提供了一种良好的解决思路。     

基于CAN总线电传动车辆辅助电气系统设计分析

电传动自卸车辆的辅助电气主要完成车辆仪表、灯光、雨刮、液压逻辑等控制功能以及为整车弱电设备提供电源,主要采用点对点模式,原理简单但存在着整车线束数量多、检修困难、难以维护保养等诸多弊端。针对存在的问题,提出分布集中式的辅助电气模式;对系统布线进行设计,根据各部分功能和布置的不同,采用分布式和传统点对点连接方式相结合的方法,降低整车线束的复杂程度;对辅助电气系统进行设计,设计控制器和端口程序,并对主控制器线路和液压控制器线路进行设计,使其满足整车的使用需求;对辅助电路进行仿真实验,选取机油压力检测和整车紧急双移线试验进行各辅助电路测试。结果可知:机油泵转速、机油温度和机油压力的检测准确度高,误差小于1%;整车实际运行轨迹与理想双移线运行轨迹有较好的吻合;辅助电路能够实现设计的控制机理,顺畅的信号流,CAN总线的网络能够保证正确的通信,准确性和实时性得到实现;为此类设计提供参考。     

深海液压技术应用与研究进展

液压传动（包括油液压和水液压）具有刚性好、结构紧凑、承载能力高、功率重量比大、响应速度快等突出优点,在深海高压环境下压力补偿相对容易;同时,液压传动的失效模式为渐进式（如压力、流量逐渐下降等）,给设备操作人员提供预警时间,可有效避免突发式的故障,提高设备的安全性,因此,液压技术在深海装备上得到了广泛的应用。在分析液压技术在深海装备中应用的优点的基础上,概述其国内外研究现状,介绍深海液压技术的几个典型应用：①潜水器浮力调节系统;②水下作业工具;③水下作业机械手。最后,对深海液压技术存在的问题进行了分析和展望,指出深海环境下介质特性变化和结构形变是需要关注的两个重要问题;随着元器件不断丰富和成熟,海水液压技术会在深海装备中发挥更大的作用。     

井下环境模拟装置液压系统设计

为在室内考察井下随钻测量仪器工作性能,设计了井下环境模拟试验装置。该装置能够模拟井底70 MPa高压及125 ℃高温环境,可作为井下仪器、工具的室内耐温耐压测试平台。液压系统是装置核心模块,采用恒压变量泵控等技术,精确模拟环空压力、地层压力及井底温度。变量泵的输出流量与工作负载相适应,符合井下环境模拟装置高压、小流量工况要求,且高效节能。经测试,试验装置压力控制精度±0.3 MPa,温度控制精度±0.5 ℃,能够较准确地模拟预设压力及温度数值,满足设计要求。     

海水压力模拟试验台的设计

考虑到液压浮力调节系统的重要性,设计了一台模拟海洋压力环境,用来测试液压浮力调节系统的试验台。试验台利用液压系统实现海洋压力环境的模拟,使得液压浮力调节系统的性能在真实压力环境下得到测试,提高了设备运行的可靠性。通过试验台实际的工作状况和应用,并对采集到的压力数据进行记录和分析,得到试验台能够模拟海水压力变化情况,完成对液压浮力调节系统的测试。该设备原理简单、运行稳定、现场使用效果良好。