SY-Ⅱ遥控式水下机器人推力器容错控制的研究

为提高遥控水下机器人的可靠性,研究了推力分配建模和基于递归神经网络的容错控制技术.以SY-Ⅱ遥控水下机器人为研究对象,针对其推力器布置情况进行推力分配建模,并以该模型为基础通过对偶原理建立机器人控制的能量函数,实现了递归神经网络形式的推力器容错控制算法.通过容错控制的仿真和实验表明,该算法具有较强的鲁棒性,能够根据推力器的不同故障状况,重新进行推力分配.使得要遥控水下机器人当一个主推和其它任意一个平面推力器正常工作,而其它平面推力器发生故障时,仍能准确地实现机器人的水平面两自由度容错运动控制.从而说明该算法在容错控制方面的优越性,提高遥控水下机器人的安全性和可靠性.  

耙吸挖泥船动力定位系统推力分配策略的研究

传统的耙吸式挖泥船的三揽定位由于成本低，不能满足复杂多变的河道环境以及高精度作业要求，动力定位系统能够克服挖泥船的大惯性、时变等特性，以满足挖泥船定位/定迹系统的精度和实时要求。本文分析了挖泥船自身配置的推进系统，提出了一种针对同时配备舵桨的推进设备的推力区域的处理方法。最后采用序列二次规划算法，得到推力分配的最优解。通过理论仿真研究，显示该方法满足了动力定位系统发出的推力指令，同时达到了节能增效的目的。  

TBM刀盘与岩石相对刚度对盘形滚刀受力的影响分析

TBM掘进过程中,滚刀与岩石之间产生相互作用力.针对滚刀与刀盘受力的均衡性,提出刀盘与岩石相对刚度的概念,用刀盘厚度与岩石弹性抗力系数之比表示相对刚度,并分析其对滚刀及刀盘均衡受力的影响.建立刀盘与岩石相互作用的三维弹性支点力学模型,运用有限元方法对其进行分析.计算表明,刀盘上各滚刀分担的推力并非均匀分布,而是具有一定的差异性.刀盘与岩石相对刚度越大,地层相对较软,各滚刀推力越接近于平均值,刀盘以整体轴向位移为主,弯曲变形很小.反之,地层较硬,各滚刀分配的推力差异较大,刀盘整体轴向位移小,但产生明显的相对弯曲变形.为使滚刀受力均衡,应根据地层的软硬程度设计刀盘刚度并合理使用掘进参数.  

耙吸挖泥船动力定位系统推力分配策略

以序列二次规划法为理论基础，提出一种针对耙吸式挖泥船的推力分配方案。推力分配方案的目标是将系统能源消耗降到最低。由于耙吸式挖泥船的特殊性，根据控制器发出的推力指令，解决推力的二次成本函数的带约束多目标优化问题，得出能源消耗最少的各个推进器的推力组合，从而得出各个推进器需要的控制信号。通过对船舶实例的仿真研究，表明序列二次规划法能达到降低系统能源消耗的目的，并且避免了奇异结构，增加了系统的可操纵性。  

作业型ROV推进器动力学建模与响应分析

为研究深海作业型遥控水下机器人(remotely operated vehicle,ROV)液压推进器控制系统的动力学响应特性,建立了一种考虑螺旋桨动态负载影响的伺服阀控制液压推进器动力学系统的数学模型,提出一种伺服阀控制液压推进器的马达流量、压力、扭矩、转速、螺旋桨转矩和推力的求解方法.通过数值仿真,分析了不同控制电压下伺服阀、液压马达和螺旋桨的动态响应过程及特点,建立了推力分配方法中推力简化约束模型,并得到了期望推力和推进器控制电压之间函数关系的数学模型.与推进器水池试验结果相比,本文仿真结果准确可信.这种完整和准确的液压推进器动力学系统的数学模型,对实际水下机器人和动力定位船舶的运动控制方法、推力分配策略及推进器控制的研究,具有一定的指导意义和工程价值.