水下3000m无人艇设计与仿真

发布时间：2021-11-01 03:15

　　水下无人艇是一种可以潜入到水下,依靠自身所携带的能源进行自驱动的自主式水下无人运动平台,可代替人类在水下危险的环境中完成各种任务。通过搭载不同任务模块,水下无人艇能够实现不同的功能。与普通的水下无人艇相比,深水无人艇可在深海的高压环境下工作,执行特殊的深海任务。但特殊的环境也对无人艇提出了更高的要求,还要许多问题需要解决。基于这种情况,本文对水下3000m无人艇进行设计和仿真,内容如下:首先,根据国内外水下无人艇的发展趋势,针对无人艇的设计目标,对无人艇进行总体方案设计,为后续无人艇的详细设计奠定基础。选定无人艇外形为Myring外形,总体布置方式采用横向分段布置,机械系统采用模块化的方法。控制系统采用岸基和舰载相结合的形式,控制算法采用模糊PID算法。其次,运用虚拟样机技术及有限元相关理论,对无人艇机械系统进行详细的设计和仿真,具体包括动力系统、耐压系统、非耐压系统、水平翼的设计。动力系统包括推进系统、转向系统、浮沉系统和电池,其中浮沉系统采用改变油囊体积的形式来调节无人艇的浮力。耐压系统设计采用圆柱形结构的耐压壳,材料选用铝合金7075,通过理论计算和仿真的方法,表明耐压壳具有较高... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 发展趋势
    1.4 论文结构安排
第2章 水下3000m无人艇总体设计
    2.1 设计目标
    2.2 无人艇总体结构设计
        2.2.1 无人艇外形方案选型
        2.2.2 无人艇总体布置方案设计
    2.3 无人艇机械系统模块化设计
    2.4 无人艇控制系统设计
    2.5 本章小结
第3章 水下3000m无人艇机械系统设计
    3.1 动力系统设计
        3.1.1 推进系统和转向系统设计
        3.1.2 浮沉系统设计
        3.1.3 电池计算及选型
    3.2 耐压系统设计和仿真
        3.2.1 浮沉控制舱和设备舱设计
        3.2.2 耐压壳结构及材料选择
        3.2.3 耐压壳理论计算
        3.2.4 耐压壳受力仿真分析
    3.3 非耐压系统设计
    3.4 水平翼设计
    3.5 本章小结
第4章 基于Fluent的水下3000m无人艇航行阻力仿真
    4.1 无人艇阻力计算方法
    4.2 基于Fluent的无人艇航行阻力仿真
        4.2.1 Fluent仿真流程
        4.2.2 计算模型
        4.2.3 Fluent前处理
    4.3 无人艇阻力性能研究
        4.3.1 无人艇头部优化
        4.3.2 无人艇尾部优化
        4.3.3 无人艇外形参数确定
    4.4 本章小结
第5章 水下3000m无人艇控制系统设计
    5.1 无人艇数学模型
        5.1.1 坐标系与参数
        5.1.2 运动学模型建立
        5.1.3 动力学模型建立
        5.1.4 海浪干扰因素模型
    5.2 控制系统设计
    5.3 控制算法设计及仿真
        5.3.1 控制算法设计
        5.3.2 控制算法仿真
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读学位期间取得的学术成果和参与的科研项目
致谢



本文编号：3469416