自主水下航行器（AUV）作為移動(dòng)式自主海洋觀測(cè)平臺(tái),具有長(zhǎng)航時(shí)、大范圍、不受海況影響等優(yōu)點(diǎn),與湍流觀測(cè)儀集成可實(shí)現(xiàn)湍流混合在空間與時(shí)間上的四維觀測(cè),為揭示湍流混合在多尺度動(dòng)力過(guò)程演化與變異中的作用提供新手段。針對(duì)AUV海洋微結(jié)構(gòu)湍流觀測(cè)時(shí)的振動(dòng)噪聲問(wèn)題,從AUV海洋微結(jié)構(gòu)湍流觀測(cè)的原理出發(fā),分析了振動(dòng)噪聲對(duì)湍流觀測(cè)的影響以及AUV振動(dòng)噪聲的來(lái)源及特性。為了減小AUV的振動(dòng)噪聲,提高湍流測(cè)量精度,提出了一種基于拉伸彈簧的柔性連接減振方法,并開(kāi)展了振動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)對(duì)比分析減振前后加速度的時(shí)頻域特性,結(jié)果表明振動(dòng)在經(jīng)過(guò)柔性連接減振裝置后的加速度有效值及能量明顯減小,尤其在54 Hz以上頻段有效值減少率在64%以上,驗(yàn)證了該方法的有效性。 

【文章來(lái)源】：振動(dòng)與沖擊. 2020,39(22)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

AUV海洋微尺度湍流觀測(cè)平臺(tái)

本文采用德國(guó)ISW Washer公司研制的PNS系列翼型剪切流傳感器[13],由翼型頭、懸臂梁、壓電陶瓷、外殼等組成,結(jié)構(gòu)如圖2所示,性能參數(shù)如表1所示。表1 翼剪切流傳感器性能參數(shù)Tab.1 Parameters of airfoil shear probe 名稱(chēng) 參數(shù) 工作深度/m 2 000 翼型頭尺寸/mm 長(zhǎng)10,直徑6 傳感器尺寸/mm 長(zhǎng)77,直徑8 共振頻率/Hz 420 靈敏度/(Vms2·kg-1) 4×10-4

AUV可完成水平運(yùn)動(dòng)或鋸齒狀運(yùn)動(dòng)的湍流觀測(cè),其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可分為下潛、狀態(tài)調(diào)節(jié)、水平航行、上浮四個(gè)過(guò)程,如圖3所示。在下潛、上浮運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),推進(jìn)裝置的電機(jī)和螺旋槳一直開(kāi)啟,提供前進(jìn)的動(dòng)力,姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置包括俯仰調(diào)節(jié)和橫滾調(diào)節(jié)的電機(jī)會(huì)間歇?jiǎng)幼?實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)完成運(yùn)動(dòng)的俯仰和航向控制;在水平航行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),推進(jìn)裝置一直開(kāi)啟,姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置間歇?jiǎng)幼?在狀態(tài)調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí),特別是下潛至設(shè)定深度時(shí),浮力調(diào)節(jié)裝置的電機(jī)和泵開(kāi)啟,將AUV內(nèi)油馕的油排到外油馕,增加浮力以使下潛速度降低,開(kāi)啟時(shí)間約11 min,同時(shí),姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置間歇?jiǎng)幼�。通過(guò)對(duì)AUV海洋微結(jié)構(gòu)湍流觀測(cè)不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析可知,機(jī)械振動(dòng)噪聲的激勵(lì)源主要有推進(jìn)電機(jī)、螺旋槳、浮力驅(qū)動(dòng)電機(jī)及泵、姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置電機(jī)等,其頻率特性如表2所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種基于高斯過(guò)程回歸的AUV自適應(yīng)采樣方法[J]. 閻述學(xué),李一平,封錫盛.  機(jī)器人. 2019(02)
[2]微結(jié)構(gòu)湍流測(cè)量水下滑翔機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[J]. 馬偉,王延輝,徐田雨.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(09)
[3]物理海洋觀測(cè)研究的進(jìn)展與挑戰(zhàn)[J]. 吳立新,陳朝暉.  地球科學(xué)進(jìn)展. 2013(05)

博士論文
[1]時(shí)、頻、波數(shù)域下剪切湍流數(shù)據(jù)分析方法研究[D]. 王永芳.中國(guó)海洋大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3117982