"AUV浮力调节系统设计及控制策略研究"
这篇天津大学硕士学位论文主要探讨了自主水下机器人（AUV）的浮力调节系统设计及其控制策略。AUV在海洋探测领域扮演着重要角色，随着技术的进步，对其性能的要求也越来越高。然而，现有的AUV大多设计为正浮力状态，这会导致平衡舵角和直航攻角的存在，增大航行阻力和能耗，限制了其在深海作业的效率和续航能力。
论文首先分析了导致平衡舵角和直航攻角的因素，指出增加浮力调节系统的必要性。研究了影响AUV最大浮力调节量的关键因素，如海水密度变化和壳体的压缩变形，从而确定了浮力调节系统的最大调节能力。通过AMESim软件，对浮力调节系统的液压原理进行了动态仿真，确保了所选组件的适用性和系统的可行性。此外，建立的实验平台对相关参数进行了测试，与仿真结果对比，进一步证实了设计的准确性。
接下来，论文构建了AUV的运动模型和动力学模型，运用计算流体动力学（CFD）和半理论半经验的方法求解了纵垂面的水动力系数。在这一基础上，建立了AUV仿真模型、浮力调节模型以及控制模型，提出了基于浮力调节的深度控制策略。利用Simulink软件，搭建了控制模型，证明了利用浮力调节进行深度控制的优越性。
该研究的核心创新在于设计了一种小排量的主动浮力调节系统，旨在提高AUV的航行精度和能效，减少舵角和攻角，从而降低航行阻力。此外，提出的控制策略有助于优化AUV的深度控制，增强了其在复杂海洋环境中的任务执行能力。
关键词：AUV，浮力调节系统，动力学模型，控制策略
