[发明专利]一种水下航行器电动力推进系统性能匹配性测试方法

说明书

本发明提供了一种水下航行器电动力推进系统性能匹配性测试方法，将连接后的水下航行器电池组、水下航行器推进电机及水下航行器推进螺旋桨浸没在水下；不启动水下航行器电池组，使用拖车使推进电机达到设定转速；当拖车自由减速时，读取各个参数；启动水下航行器电池组，使水下航行器推进电机保持在额定转速；在保证水下航行器推进电机转速不变的情况下，改变拖车的速度，重复观察拖车处于匀速运动阶段时的各个参数；计算得到水下电动力推进系统的推力与拖曳速度的关系曲线、推进螺旋桨的系柱特性以及电动力推进系统的效率。本发明考虑了各子系统之间的相互影响，减少了实验流程，降低了实验成本。

技术领域

本发明属于水下航行器技术领域，涉及一种电动力推进系统性能测试方法。

背景技术

水下航行器已成为海洋探测、海底勘探和海底打捞等领域的重要装备，其具有活动范围广、机动性能好、智能化程度高、潜水深度深等优点，成为完成各种水下任务的重要工具，其在军事领域和民用领域均具有广阔的应用前景而备受关注。电动力推进系统是水下航行器的核心系统，电动力推进系统的整体性能基本决定了水下航行器的整体性能。动力能源系统对于水下航行器进行长时间连续工作和远航程执行任务具有决定性的作用，通常搭载电池组的容量就决定了航行器在水下滞留的时间和基本航程。推进系统会限定航行器的任务参数从而一定程度上限定整个航行器的运动性能，如速度、操纵性等。动力能源系统与推进系统应当作为一个整体的电动力推进系统来进行综合性能的评估测试。

从目前已有的水下航行器电动力推进系统测试来看，其系统测试方法的提出还存在不足。与水下航行器动力与推进系统相关的专利有：1)2015年，江苏科技大学宋振文等人发明了一种水下机器人动力推进系统及设计方法，公开号为CN106768655A，其主要关注了应用于水下结构检测与清污领域机器人的推进器布局与设计；2)2016年，山西汾西重工公司史永栓等人发明了一种航行器推进段动密封测试装置及其测试方法，公开号为CN106768655A，其主要关注了航行器推进段的动密封性能；3)2017年，中国船舶重工集团的张明等人发明了一种UUV推进电机的可靠性实验室测试系统及方法，公开号为CN108254686A，其主要关注了电机整体运转的可靠性；4)2017年，胜利油田公司的周茂群等人发明了一种大功率水下电机机械密封测试装置，公开号为CN206876350U，其主要关注了电机的密封性能；5)2018年，中国科学院陈洋等人发明了一种多功能交流电机控制和测试装置，公开号为CN109141539A，其主要关注了水下电机的控制性能。

上述专利主要关注了水下航行器推进器的布局、推进段的动密封、推进电机的动密封和推进电机的控制等问题，然而均是解决水下航行器电动力推进系统中某个子系统的性能测试或某个子系统中的相关问题，没有关注航行器电动力推进系统整体性能的匹配性测试。当仅单独测试水下航行器电动力推进系统的某个子系统时，一方面需要做很多重复性的实验，例如推进电机性能实验、推进螺旋桨性能实验等等，提高了实验成本；另一方面，子系统单独地实验测试会存在系统整体性能匹配性地问题，例如对推进电机进行性能测试，并无法完全贴近实际情况，只能对推进电机理想工况进行测试，推进电机的实际性能也会受电池组和推进螺旋桨性能的制约。因此，亟待解决的问题有：1)水下航行器电动力推进系统整体性能匹配性测试方法的提出；2)减少繁琐的实验流程，降低实验成本；3)实验尽可能贴近水下航行器电动力推进系统的实际使用情况，考虑各子系统之间的相互影响。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种水下航行器电动力推进系统性能匹配性测试方法，涉及到了水下航行器电动力推进系统的各主要组成子系统，包括：1)水下航行器电池组；2)水下航行器推进电机；3)水下航行器推进螺旋桨。在实际测试过程中，只需要对水下航行器整体电动力推进系统进行拖曳水池实验，就可以得到系统性能参数，而不仅仅是某个子系统的性能参数。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是包括以下步骤：

(1)将连接后的水下航行器电池组、水下航行器推进电机及水下航行器推进螺旋桨浸没在水下；