【摘 要】
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本文针对深海作业型ROV（remotely operated vehicle）的推进系统特性以及所处的特殊作业环境,开展了关于提高ROV控制性能的研究。影响深海作业型ROV控制性能的因素主要来自两个方面:1)ROV推进系统的特性。目前,应用于深海作业型ROV的推进系统主要采用液压和电动两种方式,两种方式各有优势。本文主要研究比例阀压差控制型和伺服阀排量控制型两种形式的液压推进系统,这两种液压推进系
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本文针对深海作业型ROV（remotely operated vehicle）的推进系统特性以及所处的特殊作业环境,开展了关于提高ROV控制性能的研究。影响深海作业型ROV控制性能的因素主要来自两个方面:1)ROV推进系统的特性。目前,应用于深海作业型ROV的推进系统主要采用液压和电动两种方式,两种方式各有优势。本文主要研究比例阀压差控制型和伺服阀排量控制型两种形式的液压推进系统,这两种液压推进系统都存在明显的非线性特性,影响ROV的控制性能。2)ROV所受到的外部环境因素。由于特殊的作业环境,深海作业型ROV的控制器设计过程中需要考虑以下因素:1.根据作业类型不同,ROV可能会搭载不同的作业设备,将导致ROV的质量和转动惯量发生较大变化;2.海水密度会随着作业深度和作业区域的变化而变化,将导致ROV的水动力系数发生变化;3.ROV可能会受到较大的流干扰力;4.连接ROV本体和中继器的脐带缆会对ROV产生干扰力。为了便于表述,将以上所述的ROV参数变动、流干扰、缆绳干扰统称为ROV干扰力。本文从ROV液压推进系统非线性特性和抗干扰控制两个方面考虑,提高深海作业型ROV的控制性能。液压推进系统非线性特性解决方案:1.当输入信号较小时,给比例阀压差控制型液压推进系统的定排量马达两端提供相等的初始压强,改善螺旋桨推力较小时的系统非线性特性。对添加初始压强后的推进系统小推力曲线段和未添加初始压强后的推进系统大推力曲线段进行分段逼近,获得经过非线性校正后的比例阀压差控制型液压推进系统的控制律。2.当伺服阀排量控制型液压推进系统由静止开始启动时,存在推力死区,通过采用脉冲控制,有效地减小了螺旋桨推力死区的大小。3.由于螺旋桨正向和反向最大推力不相等,提出了改进的伪逆推力分配算法和正反向等比例推力分配算法,使螺旋桨推力可以达到正向最大和反向最大,提高推进系统效率。4.提出了基于推进器布置结构和基于遗传算法的死区校正方法,从推力分配的角度解决了螺旋桨推力死区对ROV控制性能的影响。ROV干扰解决方案:利用模糊逻辑系统（FLS,fuzzy logic system）可以对任意非线性函数进行任意精度的逼近特性,对ROV干扰力进行逼近,设计了基于FLS干扰力补偿的深海作业型ROV控制器,并通过数字仿真实验和水池实验证明了该控制方法的有效性。
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