王志博，孙刚

(复旦大学力学与工程科学系，上海200433)



常压潜水装具运动建模与求解

王志博，孙刚

(复旦大学力学与工程科学系，上海200433)

摘要:针对指导潜水装具的水下操纵控制和性能设计的问题，建立潜水装具的水下运动与控制动力学模型，根据潜水装具的布置特点建立可动质量、附加质量、水动力和控制力的表述关系式。编制仿真计算程序，对典型水下运动进行计算机仿真。结合动力学模型迭代优化计算，优化总布置参数，并给出优化计算结果。通过对直航、回转、关节运动等典型运动状态的建模计算，显示选定的设计参数使得装具具有良好的控制能力，同时具有直航稳定性能和回转性能，可完成水下各种作业活动。

关键词:常压潜水装具;运动建模;控制参数;数值仿真;多体运动;附加质量

对水下环境中使用的ROV和AUV等水下探测和作业装备，建立合理和完备的运动控制模型不仅有助于水下的作业活动，而且增强潜水器应对突发情况的能力。Fossen［1］在其专著中详细阐述了控制理论和动力学模型应用于水下探测设备的原理和方法，Chin［2］建立了适用于控制一种多推进器的ROV控制模型，Eng等［3］采用系统辨识的方法确认了控制系统必备的流体动力系数矩阵，减少了流体性能试验周期。应当针对不同外形、总体布置和任务需求的水下ROV和AUV，基于空间运动控制方程应建立不同的控制仿真平台［4－9］。常压潜水装atmospheric diving suit(ADS)(又称为硬质潜水服)不同于常规的水下探……