助力水下潜行:浮力调节系统仿真

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了助力水下潜行:浮力调节系统仿真。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

​01.建设海洋强国

海洋蕴藏着丰富的资源,二十大报告强调,要“发展海洋经济,保护海洋生态环境,加快建设海洋强国”。建设海洋强国旨在通过科技创新驱动、合理开发利用海洋资源、强化海洋环境保护与生态修复、提升海洋经济质量等多个方面努力,实现从浅海到深海、从海洋经济发展到海洋生态文明建设的全面跨越。这其中,掌握和利用好水下资源尤为重要。鉴于海洋环境的特殊性,水下资源的勘探与开发必须依赖水下航行器,包括有缆水下机器人(Remotely Operated Vehicle, ROV),自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)以及水下载人潜艇等。

浮力调节系统作为水下航行器的关键部件,能够为潜水器提供稳定悬浮的深度控制,并能根据工作深度的不同通过改变浮力来带动潜水器上浮或下潜。因浮力变化原理不同,其调节方法主要分为可调压载可变体积两种方式。可变体积调节通常采用油囊实现,利用液压泵将油从内囊排至外囊以提升浮力,反之则降低浮力。这种方式可以在不改变潜水器重量的情况下调节浮力,目前被广泛应用在轻型潜水器中。

助力水下潜行:浮力调节系统仿真

▲油囊式浮力调节器

 

浮力调节系统的性能直接影响水下航行器的安全。早在1963年4月,美国海军“长尾鲨”号潜艇执行深度探测任务时遭遇海水断层,而浮力调节系统未能及时响应,潜艇极速下降失去控制,最终导致129名船员无一生还的惨烈后果。因此,对水下航行器浮力调节系统相关课题的深入研究至关重要。

助力水下潜行:浮力调节系统仿真

▲下潜超过极限深度后,失事潜艇被彻底粉碎

 

02.浮力调节的工作原理

可变体积式调节是通过改变外油囊体积实现的,其原理是改变潜水器的排水量从而改变其浮力,外油囊体积调节量ΔV需要满足式:

助力水下潜行:浮力调节系统仿真

 

 其中ΔVΡ代表初始配平细调时潜水器所需排水体积调整量,其取值由潜水器自身重量与初始排水体积以及潜水器在水中的姿态计算而来;ΔVΒ表示克服包括耐压壳体形变等影响因素在内的且可保证潜水器可靠上浮所需浮力对应的排水体积调整量;ΔVρ为不同水域密度差导致浮力变化所对应的排水体积调整量,其计算公式为:

助力水下潜行:浮力调节系统仿真

 

 其中ρmax为已知最大海水密度;ρmin为已知最小海水密度;ρ0为平均海水密度。在水下航行,特别是在未知海域航行时,需要根据获取到的传感器数据来进行调整,防止出现海水密度断层导致安全事故。

 

03.浮力调节系统仿真

浮力调节系统的性能与潜水器的安全直接相关,应将其作为潜水器设计的重中之重。传统的潜水器设计过程需要搭建测试场地,进行水下实验,但由于水下环境的特殊性,加之水密设备大多价格昂贵,使得测试存在较大困难,且发现问题难以及时修改。在研发设计过程中使用仿真工具则可以较好规避此类问题。

天目全数字实时仿真软件SkyEye是一款基于可视化建模的硬件行为级仿真平台,支持用户通过拖拽的方式对浮力调节系统进行建模和仿真。SkyEye致力于真实场景下的仿真分析,可在无需二次开发的情况下运行二进制可执行文件,切实解决实际工程中存在的问题。

基于SkyEye仿真的浮力调节系统主要包括浮力主控系统、动力控制系统以及信号调理系统

助力水下潜行:浮力调节系统仿真

▲基于SkyEye的浮力调节系统仿真原理图

动力控制系统主要控制液压系统,通过将油液从内囊抽到外囊或者从外囊抽到内囊来实现潜水器的上浮与下潜。其中:

  • 电磁阀控制油路的通断;
  • 正/反向阀控制油液流动的方向;
  • 电机与齿轮泵相连产生动力。

 

信号调理系统负责将各传感器采集的数据通过A/D采样后传输给浮力主控系统进行决策。

浮力主控系统根据所接收到的信号调理系统传输来的数据进行决策,控制动力控制系统产生动作,同时调用上位机通信接口将浮力调节系统运行状态上报,并接收潜水器主控系统的控制信息。

基于SkyEye的仿真浮力调节系统能够有效降低系统的调试难度与成本,在正式的水下实验前先进行仿真实验,最大限度覆盖可能的测试场景,便于开发测试人员分析改善可能存在的问题,提高系统性能,从而推动水下航行器的发展,助力加快建设海洋强国。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-825250.html

到了这里,关于助力水下潜行:浮力调节系统仿真的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • “诊脉”漏洞、自动管理,助力麒麟操作系统安全生态建设

    据统计,2022年安全漏洞数量增长排名前20的大型开源项目漏洞达2750个。建立安全漏洞协同机制,提高漏洞治理能力,缩短关键漏洞修复周期,是保证操作系统安全的重要举措。 操作系统的安全漏洞治理通常面临传统技术手段无法有效应对的难题,例如证明系统存在漏洞、对

    2024年02月02日
    浏览(41)
  • GPS网络时间服务器(子母钟系统)助力考场精准时钟建设

    GPS网络时间服务器(子母钟系统)助力考场精准时钟建设 GPS网络时间服务器(子母钟系统)助力考场精准时钟建设 京准电子科技官微——ahjzsz 【 摘要 】时钟系统是校园网络中一个重要的精准计时系统,随着网络的普及,许多校园都建了自己的校园专网,使用的网络设备和

    2024年04月25日
    浏览(31)
  • 背靠背 HVDC-MMC模块化多电平转换器输电系统-用于无源网络系统的电能质量调节(Simulink仿真实现)

     💥💥💞💞 欢迎来到本博客 ❤️❤️💥💥 🏆博主优势: 🌞🌞🌞 博客内容尽量做到思维缜密,逻辑清晰,为了方便读者。 ⛳️ 座右铭: 行百里者,半于九十。 📋📋📋 本文目录如下: 🎁🎁🎁 目录 💥1 概述 📚2 运行结果 2.1 总体模型 2.2  MMC模块 2.3  逆变器控

    2024年02月07日
    浏览(48)
  • SkyEye:助力飞行器状态控制系统仿真

    ​ 飞行器与常见的航天器一样,属于安全关键领域的大型复杂设备,对安全性、可靠性有着极高的要求。为保证稳定飞行,需要对目标对象进行实时跟踪,通过发出正确的修正偏差指令来操纵飞行器改变飞行姿态,因此对 飞行器状态控制系统 的研究极其重要。 飞行器状态控

    2024年03月09日
    浏览(62)
  • 尾矿库排洪系统结构仿真APP助力尾矿库本质安全

    1、背景介绍 尾矿库作为重大危险源之一,在国际灾害事故排名中位列第18位,根据中国钼业2019年8月刊《中国尾矿库溃坝与泄漏事故统计及成因分析》的统计,在46起尾矿库泄漏事故中,由于排洪设施导致的尾矿泄漏事故占比高达1/3,给人民生命和财产安全造成了巨大损失。

    2024年02月19日
    浏览(32)
  • 元宇宙核能发电VR模拟仿真实训教学为建设新型电力系统提供重要支撑

    随着“碳达峰、碳中和”目标与建设新型能源体系的提出,在元宇宙环境下建设电力系统是未来发展的趋势。以物联网、区块链、数字孪生、混合现实等技术为主要代表的元宇宙技术体系及其在电力和能源系统中的应用,将会促进智能电网的发展,为建设新型电力系统提供重

    2024年02月11日
    浏览(50)
  • 云上教育| 云计算助力智慧校园建设

    在过去的十年里,以云计算为代表的新兴技术,让教学形式发生了翻天覆地的变化。现在,教师通过批改学生的作业、观察学生的学习表现,为他们制定个性化的教学内容,进而为他们铺设更美好的未来。 在智慧校园的发展过程中,借助大数据对海量数据信息展开分析,对相

    2024年02月06日
    浏览(41)
  • 网络时钟同步设备(时间同步)助力智慧海关港口建设

    网络时钟同步设备(时间同步)助力智慧海关港口建设 网络时钟同步设备(时间同步)助力智慧海关港口建设 京准电子科技官微——ahjzsz 1 、系统需求       为整个海关港口枢纽和各个弱电子系统(视频监控、智能闸口、广播等系统)提供一个标准的时钟同步信号,使港口

    2024年02月08日
    浏览(41)
  • 助力建设全球研发中心城市,长沙智能网联产业的新命题

    作者 | 魏启扬 来源 | 洞见新研社 “两年、三年太短了,八年、十年变数又太大,很难看清楚。” 五年时间,一个人能够完成一次进修,或是一次调岗,亦或是不止一次的晋升。 五年时间,我们可以精熟一门可以傍身的技能,或者在一个学术领域完成系统性的知识储备……

    2024年02月12日
    浏览(42)
  • 网站本地化翻译、建设助力企业拓展全球市场 安睿杰翻译

    企业开展海外业务,建立面向目标地区或国家的海外站或独立站,离不开网站的本地化。 网站本地化分为:网站本地化翻译、网站本地化建设。 【网站本地化翻译】是指将网站的文本、图片、音频、视频等内容中的语言转换成目标地区用户的母语。 【网站本地化建设】是指

    2024年01月25日
    浏览(78)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包