摘要：水下滑翔器作为一种新型水下机器人系统,由于采用了浮力驱动技术具有续航能力大、效率高、噪声低等优点,对于海洋环境监测与资源探测具有重要的应用前景。基于此,对做匀速滑翔运动的水下滑翔器驱动能量进行分析,给出水下滑翔器驱动效率的概念,并推导水下滑翔器在考虑额外能耗与不考虑额外能耗这两种情况下浮力驱动效率的计算方法,进一步分析影响驱动效率的相关因素和提高驱动效率的途径。通过分析可知,机翼的升阻比与滑翔额外能耗是影响浮力驱动效率的两个主要因素,其中机翼的升阻比是影响驱动效率的最重要因素。为揭示驱动效率和机翼结构参数和机翼形式之间的关系,采用经验公式分析机翼展弦比、后掠角对机翼升阻比的影响,采用流体力学计算软件Fluent6.2对相同面积的不同形式机翼的升阻比进行数值计算。研究结果为水下滑翔器设计提供了依据。

摘要：浮力驱动式水下滑翔机对我国海洋勘探和国防建设有着重要应用前景,根据水下滑翔机三维运动模型,以MATLAB/Simulink为平台完成了滑翔机建模和图形界面仿真工具的设计。并以此仿真软件进行算例计算。该仿真成本低廉,可广泛应用于一般的水下滑翔机设计方案验证。

摘要：根据水下滑行艇三维运动模型,利用线性二次调节器方法设计出水下滑行艇定区域滑行控制方案,并对控制规律进行仿真计算验证,证实控制方法有效可行.该控制规律对于浮力驱动式航行体定区域滑行设计具有广泛的应用价值.

摘要：对浮力驱动水下航行器几组主要设计参数航行速度与航行角、净浮力的关系,航行器速度和航行器体积及压载系数的关系进行了研究。结果表明:浮力驱动式水下航行器的航行角在35.26°时,航行器速度最快;航行器的速度与净浮力的平方根成正比,净浮力越大速度越快;航行器的速度与压载系数的平方根成正比,压载系数越大速度越快,航行器速度与航行器的(VT)^(1/6)成正比。关键词:浮力驱动;水下航行器;净浮力;受力分析;

摘要：针对潜水器浮力驱动系统液压泵工作压力高,电机功率、舱体壁厚大等问题,本文提出一种压力补偿式液压浮力驱动方案。利用舱内油囊、预充气体和舱外油囊体积的协调变化,配合中低压双向齿轮泵吸/排油,实现浮力主/被动调控及舱内压力随水深的自动补偿。分析了系统的特性参数,研究了初始参数(预充压强和预留空腔体积)对舱体内外压力变化规律及调节次数的影响。研究表明,通过对舱体内压力调控,理论上舱体壁厚减小75%。从总调节次数最少角度考虑,确定了预充压强为8 MPa,预留空腔体积为1002.6 mL时为最佳初始参数。本研究成果为深海浮力驱动系统提供了一种设计方法。

摘要：浮力驱动式水下滑翔机对我国海洋勘探和国防建设有着重要的应用前景。本文介绍了水下滑翔机的工作机理,对某一滑翔机,重点设计了实现姿态调整的横滚控制组件和俯仰控制组件,同时提出总体布局的原则,并给出了滑翔机总体结构布局方案。对所设计的滑翔机的总体衡重参数和流体动力参数进行了计算,初步验证了总体设计方案的可行性,可以满足设计指标要求。

摘要：基于浮力驱动式航行器的巨大潜在应用价值,针对其独特的运动特征和可行的控制策略展开仿真研究。对浮力驱动式航行器的水动力学基本特点进行了深入分析,进而由此建立三维空间运动数学模型。在此基础上,重点研究了航行器纵平面的运动特性及其控制规律,建立了稳态参数表达式,将纵平面运动模型线性化,提出了利用线性二次调节器方法设计航行体控制器的方案,并以一组典型的航行体总体参数为例,通过仿真计算证明了控制方案的可行性和有效性。为浮力驱动式航行器总体和控制系统设计的工程应用提供了一定的理论基础与技术支撑。

摘要：针对浮力驱动式水下滑翔机动力学模型及参数的不确定性,研究了滑翔机纵倾运动跟踪控制问题。首先建立俯仰角与滑块位移的关系,综合应用Lyapunov方法和反演技术设计了非线性自适应跟踪控制器,用自适应机制克服了模型参数的不确定性,在反演镇定函数中引入了积分项,进一步提高了消除稳态跟踪误差的能力,进而将得到的滑块位移作为参考输入,利用反演法设计滑块伺服控制器,使水下滑翔机能够全局渐近跟踪俯仰角参考指令。基于Lyapunov理论证明了系统的稳定性及跟踪误差的收敛性。仿真结果表明,该方法验证了控制器的全局渐近稳定性及对模型不确定参数的自适应性。

摘要：针对浅海水下滑翔要求浮力驱动系统肺活量大、流量大、纵向速度改变快以及姿态调整迅速等特点,设计了适用于浅海水下滑翔器的浮力驱动系统和姿态调节系统。给出了水下滑翔器航行效率的概念和计算方法,探讨了水下滑翔器航行效率的影响因素和提高方法。

摘要：水下滑翔机是一种浮力驱动的新型水下无人运载器,但是一直以来较低的巡航速度是制约其广泛应用的一个关键因素。为提高水下滑翔机的巡航速度,首先应通过对水下滑翔机的壳体和滑翔翼进行优化设计,并且从做功的角度规划出最佳滑翔路径,设计了一种新型的高速、高效水下滑翔机。最后,通过运动弹道的仿真分析,验证了水下滑翔机设计方法的有效性和总体性能的优越性。