自主水下航行器（Autonomous Underwater Vehicle,AUV）是一種自治性強(qiáng)、機(jī)動(dòng)性高的水下無人航行器。作為海洋空間探測(cè)器,AUV是組建自主海洋采樣系統(tǒng)、沿海監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、軍事作戰(zhàn)系統(tǒng)等水下網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重要組成部分。通過與水下接駁站對(duì)接,可為AUV提供能源供給和數(shù)據(jù)傳輸,而回塢導(dǎo)引技術(shù)是確保AUV與水下接駁站順利對(duì)接的前提。針對(duì)近端回塢中光學(xué)導(dǎo)引易受海水清晰度和聲學(xué)導(dǎo)引實(shí)時(shí)性低及精度差的問題,設(shè)計(jì)了一種AUV電磁導(dǎo)引回塢系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由磁標(biāo)、三軸搜索線圈傳感器、電磁導(dǎo)引解析系統(tǒng)和AUV主控系統(tǒng)組成。通過建立發(fā)射線圈參數(shù)與磁標(biāo)有效磁矩的關(guān)系,分析獲得線圈匝數(shù)和線徑的優(yōu)化參數(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)磁標(biāo)性能的提升。為適應(yīng)AUV內(nèi)部有限空間,對(duì)三軸搜索線圈傳感器的磁芯結(jié)構(gòu)和可變參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),在減少體積的同時(shí)提高傳感器的靈敏度,增加了導(dǎo)引距離。根據(jù)低頻電磁信號(hào)傳播特性,設(shè)計(jì)了基于數(shù)字正交鎖相放大器的自動(dòng)可變?cè)鲆骐姶艑?dǎo)引解析系統(tǒng),獲得導(dǎo)引偏轉(zhuǎn)角,該設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)整體硬件的復(fù)雜度。AUV主控系統(tǒng)提供了回塢過程中所需的動(dòng)力和航向控制,根據(jù)導(dǎo)引偏轉(zhuǎn)角,通過PID控制舵機(jī)和結(jié)合輔助轉(zhuǎn)向器的運(yùn)動(dòng)... 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２平臺(tái)式對(duì)接系統(tǒng)??

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文外研究現(xiàn)狀??ＵＶ對(duì)接系統(tǒng)研究現(xiàn)狀??ＡＵＶ對(duì)接系統(tǒng)的研究可以追溯到上世紀(jì)９０年代［５－６］，根據(jù)ＡＵＶ和對(duì)接中水下接駁站的形式可分為三類，捕捉式對(duì)接、平臺(tái)式對(duì)接和包容式對(duì)式對(duì)接形式??式對(duì)接是在ＡＵＶ前端安裝捕捉裝置，捕捉對(duì)接設(shè)備的繩索、桿類等導(dǎo)向?qū)б较蛳拗�，�?duì)周圍環(huán)境要求低，對(duì)接可靠性較高。缺點(diǎn)是對(duì)接站結(jié)對(duì)ＡＵＶ有較大改動(dòng)。對(duì)于該種對(duì)接形式，具有代表性的是Ｏｄｙｓｓｅｙ?ＩＩ型⑶，它是由美國(guó)Ｗｏｏｄｓ?Ｈｏｌｅ海洋研宄所和ＭＩＴ海洋實(shí)驗(yàn)室共同研制中歸航信標(biāo)引導(dǎo)ＡＵＶ靠近對(duì)接站，當(dāng)ＡＵＶ前部捕捉裝置接觸到定位桿連接到ＡＵＶ內(nèi)部裝置，完成對(duì)接。??—

包容式對(duì)接采用導(dǎo)向罩機(jī)械結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向罩對(duì)ＡＵＶ有導(dǎo)向作用，使得ＡＵＶ進(jìn)入其內(nèi)部實(shí)??現(xiàn)對(duì)接。Ｗｏｏｄｓ?Ｈｏｌｅ海洋研宄所研制出的２代ＲＥＭＵＳ型ＡＵＶ對(duì)接系統(tǒng)裝置［１｜］，就釆用了??該方式對(duì)接裝置，如圖１．３所示，它由圓柱型塢站和錐形引導(dǎo)口組成，超短基線引導(dǎo)ＡＵＶ回??歸，并用水密電連接器進(jìn)行充電和數(shù)據(jù)傳輸。美國(guó)蒙特利海洋系統(tǒng)研宄所研制的ＢｌｕｅｆｍＡＵＶ??對(duì)接系統(tǒng)［１２］，如圖１．４所示，它采用了直徑為５４厘米圓錐形導(dǎo)向罩。相比上述兩種對(duì)接形式，??包容式對(duì)接裝置結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，由于導(dǎo)向罩具備了引導(dǎo)和保護(hù)作用，避免ＡＵＶ對(duì)接時(shí)發(fā)生??劇烈碰撞，破壞設(shè)備，若擴(kuò)大導(dǎo)向罩可提高作用范圍，減低對(duì)接難度，提高成功率。??ｍｍ??圖１．３?ＲＥＭＵＳ?ＡＵＶ包容式對(duì)接裝置?圖１．４?Ｂｌｕｅｆｍ?ＡＵＶ包容式對(duì)接裝置??１．２．２?ＡＵＶ導(dǎo)引技術(shù)研究現(xiàn)狀??導(dǎo)引技術(shù)是引導(dǎo)ＡＵＶ進(jìn)入指定對(duì)接裝置，導(dǎo)引技術(shù)的種類依據(jù)ＡＵＶ采用的對(duì)接導(dǎo)引傳??感器原理不同而劃分，現(xiàn)階段ＡＵＶ對(duì)導(dǎo)引接傳感器有三種：聲學(xué)傳感器、光學(xué)傳感器和電??磁傳感器［１＼相應(yīng)的ＡＵＶ導(dǎo)引技術(shù)有聲學(xué)引導(dǎo)、光學(xué)引導(dǎo)和電磁導(dǎo)引。??（１）聲學(xué)導(dǎo)引??聲學(xué)導(dǎo)引基于聲學(xué)定位原理，聲學(xué)定位系統(tǒng)在上世紀(jì)７０年代就出現(xiàn)了單波束聲吶，單波??束聲吶系統(tǒng)中的發(fā)射器發(fā)射聲脈沖

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3504977