潜器浮力调节系统的低功耗控制策略

摘要：

针对潜器浮力调节系统功耗较高、严重制约潜器续航里程的问题,以剖面浮标为例分析了潜器上浮和下潜的工作过程,发现了上浮过程功耗远大于下潜过程的现象,提出了一种上浮过程的低功耗控制策略.首先推导了柱塞泵额定转速运行时电机输出转矩与海水压强的函数关系式.采用Matlab/Simulink建立了无刷直流电机的速度闭环控制仿真模型,通过对仿真数据进行回归分析,分别获得了电机启动功耗和稳定运行功率关于输入转矩的关系式;然后在考虑海水密度随深度变化的条件下,推导出总功耗与调节次数的函数关系式.最后通过对总功耗函数进行数值求解,发现总功耗与调节次数呈非线性关系.计算结果表明4 km潜器上浮过程调节16次时系统功耗最低,比传统调节一次时节约能量78.883 J,理论上节约能量48.3％.

关键词：潜器、浮力调节系统、低功耗、控制策略

所属期刊栏目：52

分类号：TP273;U674.941(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金资助项目61501418,51505036;山东省重点研发计划资助项目2017GGX30106;山东省自然科学基金资助项目ZR2018MEE023

在线出版日期：2019-01-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：44-49