摘要：载人潜水器在深海复杂恶劣的环境中运行,容易受到外部环境干扰和推进器故障的困扰,本文将干扰特性指标与基于推力分配的主动容错控制方法相结合,提出了一种新的主动容错控制方法.首先,建立了载人潜水器系统的数学模型;其次,设计非线性干扰观测器估计系统所受的集总干扰,并设计无推进器故障时的控制器;然后,针对推进器故障问题,引入权重矩阵进行推力分配以保护故障推进器,并设计了干扰特性指标表示干扰的性质对跟踪误差和推力损失的影响;在此基础上,给出了一种基于干扰特性指标与推力分配的新型容错控制方法,李雅普诺夫方法保证了该控制算法的理论稳定性;最后,通过数值仿真,验证所设计的控制方法的优越性.其优越性主要体现在:能够利用可用干扰与补偿有害干扰,并将可用的干扰能量用于补偿故障推进器的推力缺失.

摘要：阐述智慧海洋大数据平台的设计,基于海洋数据采集、存储与管理、分析与挖掘等关键技术展开分析。提出采用多源海洋数据采集技术,结合分布式存储与管理技术,构建智慧海洋大数据平台。

摘要：为解决数字海洋系统在海洋环境数据分析和应用过程中面临的安全挑战,本文以数据传输安全性为例进行研究,提出了加密技术在数据传输过程中的应用方案。当前,数字海洋系统面临传输过程中数据泄露和被窃取的风险,而加密技术可以有效保障数据的机密性和完整性,从而提升系统的安全性和可信度。为此,本文提出了采用SSL/TLS等加密技术确保数据传输安全性的解决方案,以期为数字海洋系统相关人员提供针对数据传输安全性的解决方案,并为系统设计和实施提供参考。

摘要：针对载人潜水器作业过程中浮力材料受损位置难以实时监测、定位的问题,提出一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)球形换能器的载人潜水器浮力材料损伤定位的方法。为确定损伤部位中浮力材料损伤的精确位置,设计了基于最优四元阵列原理的PVDF球形换能器阵列。利用时延差值法进行声源定位模型的建立,获得浮力材料断裂部位的精确坐标。为提取有效的浮力材料断裂声信号,设计了基于改进DnCNN(denoising convolutional neural network)声信号去噪方法。根据定位原理设计了浮力材料损伤定位的软硬件系统,并搭建实验平台验证了方法的可行性。实验结果表明,基于改进DnCNN声信号去噪方法在实验室模拟噪声环境下,可以对浮力材料断裂目标信号进行有效提取;在声源位置距离球形换能器中远距离处取得了良好的定位效果,定位误差为±0.2 m,符合定位要求。

摘要：载人潜水器因其工作环境位于海面以下,受波浪影响较小,故在设计阶段很少考虑其在波浪条件下的受力,但根据“蛟龙”号载人潜水器近年来应用情况,每次下潜作业都要在海面上漂浮0.5-1 h,期间受到的波浪载荷会对结构系统造成损伤,影响潜水器的结构安全,所以进行波浪条件下载人潜水器水动力性能分析是有必要的。本文采用计算流体力学方法(CFD)计算波浪条件下尾部稳定翼的受力,分析不同浪向角、不同进流速度、不同沉深及波浪参数下稳定翼翼片的受力,并结合潜水器尾部浮力块布置分析其损伤原因。结果表明,在海面上受到的波浪载荷是载人潜水器尾部结构系统损伤的原因之一。

摘要：沉积物贯入强度探测是一种重要的深海沉积物强度原位测试技术。针对7000米级深海极端环境特点及精细化原位测量科学需求,开展了一种基于蛟龙号载人潜水器的深海非接触强磁式沉积物贯入强度原位测量装置研究,突破了原有贯入强度测量技术在7000米级深海结构复杂,无法实现原位、精细化测量的问题,提出了一种基于载人潜水器的永磁体力平衡传导非接触原理解决深海耐压与应变片形变传导的技术方法,并完成了样机研制及深海海上试验,取得了良好的测试效果。整套系统采用自容式工作方式进行数据的采集及存储,可与计算机连接实现数据原位读取,作业水深7000 m,贯入深度最大250 mm,测量量程0~100 kPa,精度可达5%~10%FS。2021年3月在帕里希维拉海盆,搭载蛟龙号载人潜水器在181、185潜次中完成了5200 m及6650 m海试应用,成功获得土工力学数据。

摘要：锌银电池在深海装备中有较好的应用,但湿态锌银电池在使用寿命后期会出现内部微短路,进而发生自放电,导致容量降低。结合蛟龙号载人潜水器锌银电池实际应用情况,针对锌银电池因容量降低导致的典型故障,进行深入分析研究。分别从加强日常管理与维护、提升优化工艺流程及优化改进整体设计等3个方面,提出相关改进措施,并对锌银电池在其他深海装备上的应用进行展望。

摘要：结合大洋航次开展国际海底矿区调查和科学研究的需要,以及"蛟龙号"载人潜水器的作业特点,分析了取芯器的工作环境、取芯时的工作状态及技术需求;设计研制了可搭载于"蛟龙号"载人潜水器并由机械手进行操作,由自带的深水电池、深水电机驱动,可进行深海底钴结壳取芯的小型电动取芯器;介绍了取芯器的结构组成和工作性能参数,并进行了钻进试验。试验结果表明,所设计的取芯器达到了深海应用要求。

摘要：针对在实际运行中会受到未知外部环境干扰和模型不确定性等因素影响的蛟龙号载人潜水器系统,本文设计了一种基于干扰特性指标的新型自适应滑模控制方法,实现对有益干扰的利用和有害干扰的补偿.首先,文章给出载人潜水器系统的运动学和动力学模型;然后,本文设计非线性干扰观测器估计系统所受的集总扰动,并提出一种扇形区域干扰特性指标,用于判断干扰对系统的影响;其次,文章设计一种基于干扰特性指标的自适应滑模控制方法,并且根据李雅普诺夫理论进行严格的稳定性分析;最后,通过数值仿真,验证所设计的滑模控制方法的优越性.其优越性主要体现在:不仅能够有效缓解抖振现象,并且避免控制增益高估的问题.

摘要：为降低船用空压机噪声,设计带隔声罩浮筏隔振系统,采用有限元和边界元相结合的方法,建立带隔声罩空压机组浮筏隔振系统辐射声场模型,通过典型频率和典型测点研究了带隔声罩空压机组浮筏隔振系统的外场声辐射,并通过改变隔声罩钢板的厚度和隔声罩材质对隔声罩空压机组浮筏隔振系统进行隔声性能优化,结果表明所设计的船用带隔声罩空压机组浮筏隔振系统具有良好的隔声性能,这对船舶动力设备的振动与噪声控制具有参考意义。