深海矿产混输装备防堵塞调控技术与应用研究

为解决深海矿产混输系统中泵管堵塞影响矿物过泵能力的问题,针对3 000米级固液两相流混输装备系统提出深海混输泵防堵塞调控技术方案。通过对混输系统堵塞状态的判断、自动控制策略的研究和混输装备软硬件系统的设计,实现对混输系统的防堵塞调控;通过混输装备系统500米级海试,验证该方案的合理性、可靠性和稳定性,为后续深海混输装备的智能控制研究提供参考。     

水下声信号检测系统中单片机编程的应用开发

在船舶航行时,为了提高其安全性能,往往需要对水下的声音信号进行检测,避免一些水下的障碍物。本文主要研究基于单片机系统的水下声信号检测技术,通过单片机编程,实现检测系统的性能优化和提升,从而能够适应更加复杂的水下环境,通过仿真分析,本文提出的检测方案能够检测出大多数的水下声音类型,能够大大提高系统的抗干扰能力。     

无人水下机器人可靠性控制技术

对无人水下机器人故障诊断与容错控制技术进行了综述.首先简单阐述了无人水下机器人的基本概念和故障模式,然后介绍了水下机器人传感器故障诊断方法﹑推进器故障诊断方法及无人水下机器人的容错控制技术,评述了各种方法的特点与局限性.最后给出了水下机器人可靠性控制技术研究的若干发展方向.     

水下张力腿平台液压驱动系统建模及控制研究

本文针对一种新型水下张力腿平台的液压驱动系统,开展了建模和控制技术研究。首先,介绍水下张力腿平台及液压驱动系统的功能及组成;其次,基于液压系统动力学模型和水下张力腿平台动力学模型,建立了包含综合不确定性且上界未知的关节空间驱动控制模型;再次,结合液压驱动系统控制要求及系统动力学模型特性,完成了自适应反演滑模控制器设计;最后,利用仿真工具,对本文研究内容的有效性进行验证。仿真结果表明,自适应反演滑模控制器的稳态精度高,抗干扰能力强,适用于液压驱动系统速度控制。该结果证明了本文的建模及控制技术研究合理且有效,为水下张力腿平台的有效控制奠定了基础,且可为同类产品的研究提供借鉴。     

国内外油气混输泵技术的研究和发展

论述了近十年国内外油气混输泵技术的研究和开发情况,并分析了油气混输泵技术的复杂性,着重对世界发达国家研究油气混输泵的内容、目的及目前达到的程序进行了介绍.     

多自主式水下机器人的路径规划和控制技术研究综述

自主式水下机器人(AUV)是海洋资源勘探和开发的重要工具,在民用和军用领域都发挥着重要作用。随着AUV技术的逐步成熟,通过构建多自主式水下机器人(MAUV)系统,令多个AUV协作完成水下作业任务已成为当前的发展趋势。MAUV系统对提高水下机器人的智能化水平及发展海洋化装备具有重要的理论研究意义和实用价值。介绍目前MAUV系统的应用现状和科研进展,并对MAUV协同路径规划和集群协同控制技术等研究热点进行系统化梳理,着重分析人工智能优化和编队协同的关键技术。最后,对MAUV系统未来的发展方向进行展望。     

水下机器人在线绝缘检测系统研究

为提高水下机器人在未知危险工作环境下的可靠性和生存性,对水下机器人在线绝缘检测系统进行研究。描述基于辅助电源法的绝缘检测原理及绝缘电阻计算公式,设计绝缘检测系统。该系统主要由电源系统、采样电路和隔离电路构成,电源输入、信号输入和信号输出相互隔离。最后,通过模拟试验平台验证所设计绝缘检测系统的有效性。     

航电枢纽水下炸礁浅点控制技术研究

为探索航道工程水下炸礁浅点控制的主要技术,以某航道工程航电枢纽船闸为例,对其水下炸礁浅点形成的原因展开分析,并从施工方案优化、炸礁船布置、钻孔控制、爆破控制等方面对水下炸礁浅点控制技术要点展开探讨。结果表明,水下炸礁施工质量控制难度远高于陆地爆破,浅点是水下炸礁施工中面临的通病;为彻底消除水下炸礁浅点,必须综合应用炸礁船定位技术、钻孔及爆破控制技术、三维图像声呐检测技术,提升炸礁浅点控制效果。     

混输泵

混输泵主要用于沙漠油田、浅海油田的油、水、气的混输。没有混输泵前,将气从油、水中分离来,只输送油、水;气或放空或白白烧掉。有了混输泵后,就能实现三相物料混输,节约大量能源。 内压缩螺杆混输泵已获国家专利(专利申请号是:97106225.0)。泵的进口压力0.2～1.0MPa,流量1.1～10m~3/min。 国内,老油田正在进行油、水、气混输的工艺改造,急需这类新颖的混输泵,预计每年需要200台左右,年产值在3000万元左右。 我国浅海油田和沙漠油田的开发,也急需这种混输泵,每年需求量在200～500台左右,年产值在3000～7500万元。     

国内外油气混输泵技术的研究和发展

论述了近十年国内外油气混输泵技术的研究和开发情况,并分析了油气混输泵技术的复杂性,着重对世界发达国家研究油气混凝泵的内容、目的及目前达到的程序进行了介绍。     

应用二维图像声呐的水下目标物精确定位的研究

本文应用二维图像声呐系统进行水下目标物精确定位的实验研究。实验设备采用MS1000单波束扫描声呐,通过外接GPS到处理软件中提供探头坐标,通过二维图像声呐扫测获取目标点坐标并进行数据处理分析。本项研究实现了对二维图像声呐检测对象的精确定位,从而提高了二维图像类型水下检测设备对水下工程质量进行检测的准确性。     

基于模糊控制的潜器悬停系统

潜器水下悬停是一个非线性过程,随潜器状态及航行环境的不同而有很大变化。简要论述了潜器水下悬停的概念及对潜器的意义,研究分析了潜器水下悬停运动的数学模型及干扰力数学模型,将模糊控制技术引入潜器水下悬停控制过程中,通过仿真与传统的控制方式比较证明模糊控制具有的控制优势。     

基于模糊理论的水下机器人运动控制研究

水下机器人归属于高科技产品的范畴,它的运动过程具有非常典型的特点,强耦合、非线性、不确定性等,由此对控制系统的性能提出较高的要求。为满足水下机器人的控制需要,可对模糊控制理论加以合理运用,借助模糊控制技术,构建运动控制系统,依托该系统对水下机器人的运动过程有效控制,从而最大限度发挥出水下机器人的作用。以模糊控制的方法设计运动控制系统时,要充分考虑水下机器人的运动角度和速度,以此来确保系统的可用性,达到预期中的控制效果。     

大尺度水下噪声综合试验模型总体方案研究

大尺度水下噪声综合试验模型可用于水下噪声的形成机理、传递规律、预报方法以及相关的振动噪声控制技术的研究与验证。本文对具有整船特征、运动特征、易改装特征、可测量水下辐射噪声的大尺度水下噪声综合试验模型的总体方案做了研究。     

水下安全检测与作业型机器人控制系统

[目的]针对船体、大坝、水下钢结构等表面附着物的安全检测,以及附着物清除作业的要求,需要研制一款新型水下安全检测和作业型带缆遥控水下机器人(ROV)。此类ROV需针对不同作业任务更换机械手,实现抓取、切割的功能,从而保证去除结构物上的附着物。[方法]阐述水下安全检测和作业型机器人的整套系统组成及原理。该系统以Arduino单片机为控制面板信号采集工具、以水面监控系统开发工控机为平台,零浮力脐带缆以2对双绞线、1对电源线为信号电力传输线,水下控制系统以ARM嵌入式为主控单元。建立ROV动力学模型,设计ROV艏向控制的广义预测控制器。经过系统调试,进行水池试验和湖上试验。[结果]试验证明,该系统运行正常,整套控制系统的稳定性、可靠性、实时性均达到设计要求,满足水下安全检测及作业要求。[结论]该系统设计方案和控制算法对于其他水下机器人的控制系统研究均有借鉴意义。     

单人常压潜水装具(ADS)中继器的控制技术研究

针对600米级单人常压潜水装具(ADS)的中继器提出了控制系统的设计方案、装具进站/出站控制、中性缆收放控制的原理及方法。通过一系列试验,验证了系统设计的合理性、控制原理及方法的有效性和可靠性。这些中继器的控制技术保证了单人常压潜水装具水下作业时的安全性和灵活性,可为深海水下载人/无人潜水器布放回收系统的设计提供借鉴和参考。     

水下航行器线谱振动噪声研究进展

水下航行器噪声的线谱分布特征是其被探测、识别的重要信息,直接决定其在复杂海洋环境中的生存力和战斗力。本文围绕水下航行器线谱振动噪声展开回顾总结,系统梳理水下航行器线谱振动噪声的形成机理、频谱特性以及噪声传递路径;研究水下航行器振动声辐射预报方法,频域上基于SEA,FEM预报稳态声场,时域上基于波动理论分析瞬态声场;从被动控制、主动控制、其他控制等角度,分析近年来国内外线谱振动噪声控制进展;给出了噪声智能识别监测系统、基于态势感知的噪声快速预报技术、噪声动态控制技术一体化的未来发展趋势。     

三维成像声呐在重力式码头工程中的应用

针对重力式码头水下结构检测的难题,开展三维成像声呐技术应用研究。分析三维成像声呐的工作原理和仪器构成,研究三维成像声呐应用于重力式码头工程时的测站布置、参数设置、数据处理等。通过点云图像,定性检测了水下障碍物、沉箱安放质量及冲刷淘空;定量检测了构件尺寸、沉箱错台和沉箱间隙;绘制了水下地形图。本文研究结果可为其他水下工程检测提供借鉴参考。实现了重力式码头水下结构外形测量、前沿障碍物识别、沉箱安放质量检测和基础局部冲刷淘空检测。     

海洋工程中水下机器人技术的创新与实践

本文主要探讨了海洋工程中水下机器人技术的创新与实践。水下机器人技术为海洋工程提供了诸多优势,如提高水下作业效率、实现自动化作业以及降低施工成本。在应用过程中,关键技术包括水下机器人的规划、传感器技术、环境信息采集、导航控制技术以及遥控和自主模式的选择。实践表明,水下机器人在海洋资源勘探、环境监测与保护以及辅助施工方面发挥了重要作用。具体案例包括海底管道检测、海洋环境监测和应急救援以及海洋工程建设中的应用。随着技术的不断进步,水下机器人技术将在海洋工程中发挥越来越重要的作用。     

一种基于机器视觉和Kalman滤波的水下电缆定位方法

为了有效检测水下电缆,利用机器视觉技术处理采集的水下电缆图像,根据水下系统坐标模型和相机内参数获取电缆相对位置信息,通过Kalman定位融合算法减小航迹推算后产生的偏差值以达到修正水下机器人(ROV)跟踪路径的目的。实验表明,所提方法适用于成像质量较低的水下检测环境,可识别弯曲度较小的水下电缆轨迹并进行准确定位,检测成本低且易于实现,为水下电缆巡检工作提供技术支持。