[發(fā)明專利]一種AUV的浮力調(diào)節(jié)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310616425.0
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN104670439B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設計）人: 徐春暉;武建國;劉鐵軍;王軼群
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63G8/24;B63G8/22;B63G8/26
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司21002
• 代理人: 許宗富,周秀梅

1.一種AUV的浮力調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括以下步驟：

對AUV的當前正浮力狀態(tài)進行估算；

根據(jù)AUV的實際情況確定AUV本次浮力調(diào)節(jié)需要減小的正浮力；

為了減小所述正浮力，計算AUV上的浮力調(diào)節(jié)裝置需要排出水的體積。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AUV的浮力調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述對AUV的當前正浮力狀態(tài)進行估算，包括以下步驟：

使AUV以當前深度向下n米作為目標深度，進行懸停下潛；

AUV在適合航行時正浮力F_tar性能下潛到目標深度并穩(wěn)定的時間為t，從t時刻后，間隔一段時間對垂直槽道電機轉(zhuǎn)速進行采樣，并計算出采樣轉(zhuǎn)速均值r_avg；

當r_avg≥r_max時，則認為此時距離目標正浮力很大，超過一次調(diào)節(jié)正浮力的最大量；

當r_avg<r_max時，可以通過公式（1）

F=a*R²+b*R+c,R<r_max????（1）

估計出AUV當前的正浮力，給出評估的正浮力值F_eva；其中，F(xiàn)表示AUV的正浮力，R表示AUV的垂直槽道電機的轉(zhuǎn)速，a、b、c為常量，根據(jù)AUV的水動力試驗測得，本例中a=0.00008,b=0.114,c=-47.39。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種AUV的浮力調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述n的取值范圍為5-10。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種AUV的浮力調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述對垂直槽道電機轉(zhuǎn)速進行采樣大于2組。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AUV浮力的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述根據(jù)AUV的實際情況確定AUV本次浮力調(diào)節(jié)需要減小的正浮力，包括以下情況：

如果r_avg≥r_max，則將本次的浮力調(diào)節(jié)量設置為AUV單次浮力調(diào)節(jié)能力的最大量；

如果AUV懸停時在目標深度范圍內(nèi)，則深度可以穩(wěn)定控制；若此時垂直槽道電機的采樣轉(zhuǎn)速均值r_avg滿足適合航行時正浮力F_tar對應的轉(zhuǎn)速范圍r_tar±δ，則認為正浮力已經(jīng)達到了期望的適合航行時正浮力F_tar，結(jié)束浮力調(diào)節(jié)；

如果AUV懸停時在目標深度范圍內(nèi)，則深度可以穩(wěn)定控制；若此時垂直槽道電機的采樣轉(zhuǎn)速均值r_avg未能滿足適合航行時正浮力F_tar對應的轉(zhuǎn)速范圍r_tar±δ，則將正浮力狀態(tài)的估算值與適合航行時正浮力的差值F_eva-F_tar作為輸入量；

如果AUV懸停時不在目標深度范圍內(nèi)，則目前深度無法穩(wěn)定控制；若此時垂直槽道電機的采樣轉(zhuǎn)速均值r_avg滿足適合航行時正浮力F_tar對應的轉(zhuǎn)速范圍r_tar±δ，則認為此時距離適合航行的正浮力比較接近，按照可調(diào)節(jié)的最小量進行微調(diào)；

如果AUV懸停時不在目標深度范圍內(nèi)，則目前深度無法穩(wěn)定控制；若此時垂直槽道電機的采樣轉(zhuǎn)速均值r_avg未能滿足適合航行時正浮力F_tar對應的轉(zhuǎn)速范圍r_tar±δ，則將正浮力狀態(tài)的估算值與適合航行時正浮力的差值F_eva-F_tar作為輸入量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AUV的浮力調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述AUV上的浮力調(diào)節(jié)裝置需要排出水的體積通過下式計算：

V_in=V_0-(P_0*V_0*(273.15+T))P*(273.15+T_0)---(2)]]>

其中V_in為排水體積，V_0為密封硬腔的容積，P_0、T_0分別為向硬腔充氣時的充入的大氣壓和當時環(huán)境溫度，P、T分別為浮力調(diào)節(jié)時AUV測得當時的水深下的環(huán)境壓力和溫度。