[发明专利]浮力均衡装置辅助的UUV主动坐底方法

说明书

浮力均衡装置辅助的UUV主动坐底方法，涉及一种UUV控制领域，是为了在UUV坐底时，克服测高声纳盲区和推进器近壁面效应，及保持静默状态。本发明所涉及的一种浮力均衡装置辅助的UUV主动坐底方法，用于航行器在执行主动坐底任务时，提前建立航行器的任务模块，利用测量单元以及先验知识库，选择适当的时机切换辅助推进器和浮力均衡装置，完成主动坐底并保持静默状态的调节方法。该方法增加了UUV的智能性，通过切换辅助推进器和浮力均衡装置，有效的克服了测高声纳测量高度具有盲区所导致测高无效的缺陷，在保持主动坐底精度的同时满足了静默坐底的隐蔽工况。本发明适用于UUV主动坐底场合。

技术领域

本发明涉及一种UUV控制领域，具体涉及一种浮力均衡装置辅助的UUV主动坐底方法。

背景技术

水下无人航行器(Unmanned Underwater Vehicle，UUV)被广泛的应用到海洋资源开发和环境勘探中，可以在特定的海域作业和执行任务，在商业、科学、军事等领域都起着不可替代的作用，例如油气管道检修、海底地形测绘、潜伏攻击等，其应用前景极其广泛。在某些特殊的任务中，要求UUV在某一指定区域潜伏，并保持长时间静默状态，因此UUV必须具备主动坐底并保持静默的功能。但水下作业环境特殊，面临着以下困难：

(1)、UUV下潜后依靠水声通信与水面监控中心相互传输信号，而水声信号的传输距离有限且信号易受干扰，要求UUV能够自主航行至任务区域并完成坐底任务；

(2)、海洋环境复杂，测高声纳在采集信号时易受噪声和UUV姿态变化干扰，将导致测高声纳测量的数据波动，另外测高声纳存在测量盲区；

(3)、UUV配置了一定的正浮力以提高近水面航行的适航性，也有利于布放回收，但待其下潜、坐底后必须克服该正浮力才能维持坐底状态；

(4)、为提高UUV的续航能力及隐蔽性，要求坐底后关闭辅助推进器等设备。

当前UUV主动坐底技术，对其深度与纵倾控制主要有两种方法：其一，利用辅助推进器进行潜伏的方法，即在潜伏过程中依靠艏、艉垂直辅助推进器进行深度与纵倾控制。该方法可较快地完成坐底任务，但保持坐底状态的过程中不能关闭艏、艉垂直辅助推进器，因此能源消耗大且不能达到静默状态；另外UUV在靠近海底时，由于近壁面效应，艏、艉垂直辅助推进器的吸水量减少，造成推进效率降低。其二，利用浮力均衡装置调节UUV浮力进行潜伏的方法。面向UUV执行长时间静默坐底的任务需求，为实现位置控制精度高、下潜速度快、静默时间久、能源消耗少、可重复坐底等技术指标，急需设计一种新的UUV坐底方法。

发明内容

本发明是为了在UUV坐底时，克服测高声纳盲区和推进器近壁面效应，及保持静默状态，从而提供一种浮力均衡装置辅助的UUV主动坐底方法。

浮力均衡装置辅助的UUV主动坐底方法，它是基于浮力均衡装置辅助的UUV主动坐底系统实现的，该系统包括测高声纳1、深度计2、任务控制计算机3、位置控制通道4、组合导航系统5、深度控制通道6和运动控制计算机7；

测高声纳1的高度数据输出端与任务控制计算机3的高度数据输入端连接；

深度计2的深度数据输出端与任务控制计算机3的深度数据输入端连接；

任务控制计算机3的位置任务信号输出端与位置控制通道4的位置任务信号输入端连接；所述位置控制通道4的位置控制信号输出端与运动控制计算机7的位置控制信号输入端连接；

任务控制计算机3的深度控制信号输出端与深度控制通道6的深度控制信号输入端连接；所述深度控制通道6的深度控制信号输出端与运动控制计算机7的深度控制信号输入端连接；

任务控制计算机3与组合导航系统5进行数据交互；组合导航系统5与运动控制计算机7进行数据交互；