ROV控制技术研究现状和发展趋势(2)
时间:2024-09-09 21:47 来源:97133 作者:毕业论文 点击:次
| 。2004年，上海交通大学水下研究所在中国大洋协会的支持下成功研制出“海龙号”ROV，如图1-4所示，并完成了3500m水下试验,又于2008年5月在中国南海完成了3278m深海试验，在当时是我国下潜深度最大、功能最多的ROV。“海龙号”重约3.25吨，机身尺寸3m*1.8m*1.8m长3m，速度最高可达3.5节，安装了一台静物照相机和五台多功能摄像机和，另外还有2个多功能机械手，还首次安装了我国自主研制的虚拟监控和动力定位系统，性能达到国际领先水平，可以为海洋石油、海底管道、电缆检修、海洋打捞等服务。
而如图如图1-5所示的“海马号”ROV经过上海交通大学研究团队接近六年的研究，具有很高的国产化率，于2014年4月在南海通过了下海测试，最大下潜深度达到4502m，是我国迄今为止设计出的下潜深度最大的ROV。 3、ROV的发展趋势 由于ROV具有经济、环保、效率高和及作业深度大等特点,在世界各沿海国家得到越来越广泛的应用。给ROV研究提供更多的资源，研制出高性能、高性价比的ROV产品是商业市场的必然需求。现阶段ROV的发展趋势主要体现在以下的几个方面: (1)向高性能发展，当今计算机水平、控制技术、导航定位技术以及通信传感技术快速发展，这使得ROV具有更广的作业范围、动力性能也越好以及更精致的人机交互界面，让操控人员更好地操作。 (2)向高可靠性发展，ROV技术经过那么长时间的发展，各方面的技术正在逐步走向成熟。提高ROV的勘探检测和深水作业的能力，加大处理数据的容量和能力，提高ROV操纵性能，完善人机交互界面，提供更实用易控制的操作界面是有必要的，这是ROV技术发展的一个趋势。 (3)向专业化发展，未来的ROV将只针对某个特殊的需求，有详尽的分工，配置专用设备，执行特定的任务，ROV的种类会变得很多，专业化程度也会越来越高。 1.3ROV控制技术研究现状 对水下机器人的工作环境来说，相比于陆地上的各种机器人的控制，因为两者所处的环境有很大的差异，它们之间的控制方法也有很多不同的地方。具体有以下几个方面：首先水下机器人的控制有非线性、时变性和强耦合性；然后是水下流体的特性对水下机器人运动造成很大的影响；并且海流、波浪对水下机器人的干扰也很大；最后开架式的ROV结构使得构建数学模型难度大。以上这些因素导致对水下机器人控制技术有很高 [10]的难度 。 水下机器人ROV整个系统一般由水面监控控制台、电源箱、水下机器人本体三个部分组成。ROV的控制系统则由运动控制体系硬件结构、软件系统以及基本运动控制算法三部分组成。控制体系结构一般用在UUV中，是一种可以包含控制系统软件、硬件和控制算法的方案，能够让水下机器人系统能有效地通信，发挥出系统中每个模块的作用，也只有软硬件互相配合才能发挥出控制器、传感器以及执行部件的各种功能，然后让系统可以迅速而稳定地实现水下机器人的控制。水下机器人常用的控制体系结构有四种，分别是分层式结构、包容式结构、分布式结构和混合结构。其中分层式结构和分[11]布式结构运用最为广泛，使用起来也比较可靠。 水下机器人ROV控制系统中的软硬件系统一般指的是水面监控平台、电源箱以及下机器人本体控制器这三个部分的软硬件。水面控制台是其中比较关键的一个组成部分，直接关系到能否有效的控制ROV在水底的活动状态。ROV水面控制系统是ROV不可或缺的一个重要部分，它负责对ROV的控制和终极反馈信息的显示。良好的水面控制台是好的ROV的基础，所以研究水面监控系统具有重要的意义，有了好的水面控制台，我们才能更好的控制ROV和利用ROV。 (责任编辑：qin) |