AUV与自主移动坞站对接的技术研究及系统设计实现

为了实现多海洋机器人自主出海协同作业、进一步提高自主水下机器人(AUV)的综合作业能力、丰富海洋无人作业场景、延长AUV自主作业的时间,研究了水下自主机器人动态对接技术.针对包容式移动坞站设计了一套基于声学导引的回坞系统,根据坞站结构特征、导引传感器解算原理规划了末程回坞路径.在保障回坞安全的前提下,以移动坞站为中心将回坞水域划分为安全区、危险区、入坞区,根据AUV与坞站间的相对位置关系在安全区和回坞区内规划了回坞路径,并对应不同路径设计了相应的控制策略和导引算法.最后,通过湖上试验验证了回坞系统的可靠性.相关导引算法、控制策略通用性较强,在一系列的悬停入坞试验、移动入坞试验中具有较高的鲁棒性;在水下不同深度和不同航速的入坞试验中,所设计的方法能够保证较高的入坞成功率,技术固化后的入坞测试显示,入坞成功率在90%以上.     

开关磁阻电机的直接瞬时转矩控制研究

开关磁阻电机固有的高度非线性特性使传统的平均转矩控制方法难以消除转矩脉动,也限制了它在高性能伺服系统中的应用。文中采用新型的直接瞬时转矩的控制策略,将瞬时转矩作为控制对象,在滞环控制的基础上通过PWM调制,结合在换相区间的转矩矢量分配函数,使瞬时转矩精确地跟随参考转矩。控制策略应用于一台样机控制系统,实验结果验证了控制策略的有效性。     

水下电子模块控制系统设计及应用

针对水下生产系统的工作特点,设计了一种具有多个控制通道及检测功能的SEM。模块内集成嵌入式控制器及功能电路,并通过水密电缆与外部的执行机构和传感器相连接。模拟试验证明,整个系统运行状态稳定,可以实现在水下对外部设备的电能供给和实时操控,以及对温度、压力等典型环境参数的采集处理。     

海底观测网控制系统设计

海底观测网通过光电复合缆为运行于海底的各种物理、化学、地质、生物等传感器提供连续电能和数据带宽,是近几年海洋科学研究的新的重要手段。介绍了中国科学院重大科技基础设施预先研究项目——南海海底观测示范网控制系统的整体结构、硬件及软件系统设计。经过水池试验表明:研究的控制系统能够实现视频、控制命令等信息通过光纤以太网的实时双向传输,能够实现对电能质量指标和绝缘、漏水等安全指标的实时监控,能够实现故障的智能处理,满足设计要求。