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题名AUV接驳系统水下系泊悬浮运动建模与分析
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作者
谭桦
辛传龙
郑荣
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机构
中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室
中国科学院机器人与智能制造创新研究院
中国科学院大学
东方理工高等研究院
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出处
《舰船科学技术》
北大核心
2024年第16期90-101,共12页
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基金
国防基础科研计划资助项目(JCKY2019207A019-2)。
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文摘
水下对接是自主水下航行器(AUV)能量补充和数据交换的关键技术,为提升对接成功率,针对拖曳式导向罩对接方法进行改进,设计了一种新型开合式接驳装置。分析该装置是否满足对接要求,本文基于机构质心位移分析和Newton-Euler动力学理论建立具有变质心特性的接驳装置水下六自由度运动模型,系绳简化为一变刚度——阻尼轻质弹簧模型,结合系绳运动和受力边界条件建立系统缆-体耦合运动模型;并使用CFD软件STARCCM+对系泊悬浮接驳系统建立动态仿真模型。通过拖曳实验验证2种方法的有效性,其中仿真结果与实验数据的相关性更好,相关性系数最高时可达0.936 7。最后利用动态仿真模型详细分析外界水流和波浪干扰以及接驳装置拖点变化、导向罩开合对接驳装置运动状态的影响,波浪幅值不宜超过0.2 m,拖曳架固定时接驳装置更有利,导向罩开合时对接驳装置的姿态角影响较小,对其位置的变化影响较大。
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关键词
水下对接
自主水下航行器
水下接驳装置
水下悬浮对接
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Keywords
underwater docking
autonomous underwater vehicle(AUV)
underwater docking system
underwater suspension docking
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分类号
U662.3
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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