海洋占地球表面積的70%以上,蘊藏著各類資源。海洋立體監(jiān)測系統(tǒng)是人類了解海洋、探索海洋、監(jiān)測海洋的有效途經(jīng),對于合理開發(fā)與利用海洋,加快海洋科學研究,預防海洋自然災害具有極其重要的意義。深海自持式剖面浮標作為海洋立體觀測系統(tǒng)的重要組成部分,可以在各種環(huán)境條件下實現(xiàn)全天的自動監(jiān)測,使全球海洋水下連續(xù)、長期觀測成為了可能。自中國加入全球“Argo計劃”以來,我國自持式剖面浮標技術得到不斷發(fā)展,但與國外的技術相比還存在很大的差距,這種差距主要體現(xiàn)在下潛深度不夠,運行的剖面數(shù)較少及定深控制技術缺乏等方面。因此,本文針對自持式剖面浮標的結構與控制系統(tǒng)和定深控制策略進行了研究,主要工作內(nèi)容如下:首先,設計了深海4000米自持式剖面浮標的機械結構和控制系統(tǒng),通過浮力調(diào)節(jié)機構改變標體密度,進而實現(xiàn)浮標的上浮和下潛運動,即剖面運動。利用浮標樣機在南海某海域進行相關試驗,下潛深度可達3550米,驗證了深海自持式剖面浮標結構和控制系統(tǒng)設計方案的合理性。相關的實驗數(shù)據(jù)為后續(xù)動力學模型的建立提供了參考。其次,基于所設計的浮標浮力調(diào)節(jié)機構原理,分析了深海自持式剖面浮標的運動過程,在考慮海水密度非均勻變化的情況下,建...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 自持式剖面浮標國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 自持式剖面浮標國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)外定深控制研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 深海自持式剖面浮標系統(tǒng)設計
    2.1 引言
    2.2 總體功能及設計目標
    2.3 深海自持式剖面浮標的組成結構
    2.4 深海自持式剖面浮標的機械結構
        2.4.1 深海高壓油泵系統(tǒng)
        2.4.2 深海高壓氣動系統(tǒng)
    2.5 深海自持式剖面浮標的控制系統(tǒng)
        2.5.1 甲板控制系統(tǒng)
        2.5.2 水下控制系統(tǒng)
    2.6 本章小結
第3章 深海自持式剖面浮標動力學模型建立
    3.1 引言
    3.2 深海自持式剖面浮標的運動流程
    3.3 深海自持式剖面浮標動力學分析
        3.3.1 深海自持式剖面浮標受力分析
        3.3.2 深海自持式剖面浮標動力學參數(shù)分析
        3.3.3 深海自持式剖面浮標動力學方程建立
    3.4 深海自持式剖面浮標動力學模型仿真
    3.5 本章小結
第4章 深海自持式剖面浮標定深控制策略研究
    4.1 引言
    4.2 深海自持式剖面浮標的傳統(tǒng)PID定深控制
        4.2.1 PID定深控制器的設計
        4.2.2 仿真實驗
    4.3 深海自持式剖面浮標的雙閉環(huán)模糊PID定深控制
        4.3.1 模糊控制器的設計
        4.3.2 模糊PID定深控制器的設計
        4.3.3 仿真實驗
    4.4 本章小結
第5章 深海自持式剖面浮標系統(tǒng)實驗
    5.1 引言
    5.2 深海自持式剖面浮標單元實驗
        5.2.1 深海自持式剖面浮標打壓實驗
        5.2.2 浮力驅動單元實驗
        5.2.3 深海自持式剖面浮標高低溫實驗
        5.2.4 深海自持式剖面浮標通訊實驗
    5.3 深海自持式剖面浮標水域功能試驗
        5.3.1 深海自持式剖面浮標水池實驗
        5.3.2 深海自持式剖面浮標湖試試驗
    5.4 深海自持式剖面浮標南海海域剖面功能試驗
    5.5 本章小結
第6章 全文總結
    6.1 結論
    6.2 工作展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：4044254