重型水下机器人被动波浪补偿装置仿真分析

作     者：朱迎谷 张定华 涂绍平 张春林 项立扬 ZHU Yinggu;ZHANG Dinghua;TU Shaoping;ZHANG Chunlin;XIANG Liyang

作者机构：上海中车艾森迪海洋装备有限公司上海201306 

基　　金：国家重点研发计划项目(2022YFC2806900) 

出 版 物：《控制与信息技术》 (CONTROL AND INFORMATION TECHNOLOGY)

年 卷 期：2023年第4期

页      码：18-24页

摘      要：目前,海洋波浪补偿装置仿真模型通常过于复杂,不利于直观理解其动力学特性和性能机理。对此,文章以一种满足深海重型水下机器人布放回收作业的摆臂式、气液混合驱动的被动波浪补偿装置(passive heave compensation,PHC)为研究对象,分析其复杂波浪补偿过程和非线性动力学特征;通过构建合理的建模假设,降低建模难度,推导出系统动力学和运动学简化数学模型,并开发对应的数值仿真软件;开展基于模型的稳定和动态仿真分析,提出可能影响被动补偿性能的主要因素,包括蓄能器容积、初始充氮压力和充油后氮气压力等。通过仿真不同设计参数和系统状态的波浪补偿装置在静水面和3级海况下的波浪补偿性能,对比仿真影响波浪补偿性能的主要因素,结果验证了该被动波浪补偿装置在补偿行程、脐带缆拉力变动响应灵敏度等方面的补偿性能,以及该算法模型的有效性;并根据对比结果,提出通过适当调节蓄能器体积和氮气压力来改善波浪补偿装置性能的使用和设计建议。

主 题 词：被动波浪补偿 蓄能器 布放回收系统 系统仿真 水下机器人 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.13889/j.issn.2096-5427.2023.04.003

馆 藏 号：203123370...