摘要：鉴于国内外海洋地震台网的缺乏,本文介绍了一种面向全球海域应用的漂浮式海底地震接收系统(mobile earthquake recording in marine areas by independent divers,MERMAID).针对潜浮式地震仪MERMAID浮标的研发过程,建立了浮标的总体设计要求与典型工作循环流程,设计了液压式浮力调节系统、机械结构等,并对比分析了不同转速及负浮力下潜过程,最后进行了实验室压力检测和千岛湖湖试。试验结果表明,该浮标能在15MPa压力下保持良好的密封性与稳定性,利用水听器可以有效地采集到天然地震纵波(P波),同时计算各模块单个周期的能耗,以验证设计指标。

摘要：针对移动式海洋地震仪对控制系统电路设计的可靠性和低功耗的需求,提出了一种基于Cortex-M4内核芯片的硬件电路设计方案。首先选用超低功耗的STM32L4芯片作为微控制单元,在保证高运行能力的同时降低自身功耗;其次针对MCU(Microprogrammed Control Unit)、传感器等超低功耗模块提出针对性的两级降压方案,从而大大提高电路的电能转换效率;对于浮力调节模块、通信模块等高功耗模块,选用合适的降压芯片保证电路安全和提高转换效率;最后针对外部设备的周围电路进行滤波和保护处理。通过试验分别验证了不同模块的可靠性,证明该硬件电路可以支撑地震仪完成完整的观测任务,电路设计可靠性高。

摘要：激振器是电动式换能器的核心部件,其性能优劣直接影响着换能器的最终性能。磁路是激振器的重要组成部分,其结构形式多样,磁路形式的选取是电动式换能器设计首先需要考虑的问题。为此,文章通过三维建模和仿真计算,研究几种典型结构形式磁路,比较不同结构尺寸、重量、气隙磁通密度、气隙高度、输出安培力等参数以及制作工艺和性能优缺点,并对4种磁路结构的尺寸进行了优化,为换能器结构设计提供参考。

摘要：针对水下滑翔机航迹易受海流的影响问题,研究了在较强海流下水下滑翔机的路径规划方法。首先,建立了水下滑翔机运动模型和海流模型,定义了海流场中路径规划目标函数;其次,在时变的海流场中分别对Wavefront算法和A*算法进行了比较;最后,设计了分段式A*路径规划算法,解决了观测时间超出海洋预报周期问题。仿真结果显示,在当观测时间小于单个预报周期时,Wavefront算法和A*算法均能够克服较强海流对滑翔机观测路径的影响,获得最优的观测路径;当观测时间超出预报周期时,分段式A*路径规划算法获得较为合理的观测路径。