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海底采矿车多工作于稀软底质,其面临的外部扰动较大,难以快速收敛跟踪误差,精准地跟踪预设轨迹。为此,本文提出了一种海底采矿车的滑模预测控制(sliding model predictive control,SMPC)轨迹跟踪算法。基于海底采矿车的运动学模型,首先设计滑模控制率实现轨迹跟踪误差快速收敛,其次利用少预测时域的线性时变模型预测控制算法(linear time varying model predictive control,LTV-MPC)优化该滑模控制率。而后,通过证明滑模控制率收敛和模型预测控制稳定,保证了闭环控制系统的稳定性。RecurDyn&Simulink联合仿真结果表明,与单一的滑模控制(sliding mode control,SMC)和线性时变模型预测控制算法相比,所提出的SMPC轨迹跟踪算法提高了轨迹跟踪精度,且算法具有较好的实时性。 相似文献
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深海多金属结核采矿车作业时行走履带板齿间粘附的底质会影响行驶性能,因此利用淹没水射流减粘脱附。针对采矿车行走履带板齿间粘附底质的成因,利用采矿车牵引力模型分析了牵引力与履齿有效高度的关系,通过土体临界破坏力理论和淹没水射流理论,导出了无量纲冲坑半径与深度方程。结果表明:行走履带与底质相互作用致使履带板、齿间粘附一定底质,牵引力随履齿剪切未扰动底质的有效深度减少而减小,推荐履齿高度在100~150mm之间;无量纲冲坑深度随半径先缓慢增加后快速增加,与水射流参数、靶距、底质临界破坏力有关,水射流参数为1r/b_p2,0.4h/l3时,减粘效果较好。此研究对深海多金属结核采矿车减粘脱附系统设计有重要参考价值。 相似文献
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海底沉积物贯入阻力原位测试方法研究 总被引:1,自引:0,他引:1
介绍一种新的海底原位测试原理,对该测试原理进行简单的理论分析。将测量沉积物贯入阻力强度转变为测量封闭油缸中油液压力的变化量。在转变过程中,沉积物贯入阻力经过一定的放大后以油液压力的变化量形式输出。该油液压力的变化量输入传感器,并经传感器输出。处理传感器的输出数据,从而获得深海底沉积物的贯入阻力原始数据值。 相似文献
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针对水下大型设备的重量及结构,根据试验水池和月池的尺寸,设计一种结构简单、性能可靠、成本低廉的拖曳式浮箱,作为水下大型设备机作业时的辅助起吊以及出现故障、动力突然切断等特殊情况时的应急措施。该浮箱采用全焊接结构,包括承重架、浮力外壳和起吊梁,其中承重架为框架结构,浮力外壳为钢板,起吊梁为工字梁。运用COSMOS有限元软件对浮箱和工字梁进行了强度和刚度验证,并成功地进行了水下大型设备的起吊试验,测算出该设备的水下重量。 相似文献
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新型海底沉积物剪切强度原位测试原理 总被引:1,自引:0,他引:1
准确测得海底沉积物的力学性质参数是保证海洋工程设计、施工更科学和更经济合理的基础。集矿机的结构和有关参数的设计,在很大程度上取决于海底沉积物的力学性质参数。 相似文献
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