一种具有位移修正能力的浮标及位移修正方法技术

本发明专利技术公开了一种具有位移修正能力的浮标及位移修正方法，浮标包括耐压壳体、上端盖、下端盖、艏舵、艉舵、前整流罩、后整流罩、通信天线、油囊，以及耐压壳体内部的控制模块和浮力调节模块；耐压壳体为圆柱体结构，与上端盖、下端盖共同组成水密结构；前整流罩和后整流罩为流线形薄壳结构；艏舵和尾舵为垂直交叉布局；油囊通过密封结构安装于下端盖，内部与浮力调节模块连通，通过改变自身体积调节设备排水量从而实现上浮与下潜；姿态调节模块安装于耐压壳体内部，采用偏心设计，沿中轴线转动，从而调整设备重量分布，改变设备航行姿态。本发明专利技术具备长期在位定点作业能力；通过合理设置艏艉舵及姿态调整，简化控制复杂度。简化控制复杂度。简化控制复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种具有位移修正能力的浮标及位移修正方法


[0001]本专利技术属于海洋监测
，尤其涉及一种具有位移修正能力的浮标及位移修正方法。

技术介绍

[0002]常见的浮标主要通过浮力调节进行垂直剖面运动，受海流影响会被动漂移，不具备位移修正能力，无法长期在指定海域定点作业，而已公开的相关定点观测装置主要基于锚系系统或声学信标等定位手段，需要安装姿态仪、电磁罗盘、舵机等额外装置才能实现位移修正功能，一方面设备复杂度较高，另一方面也增加了设备重量、能耗与成本，因此实用性不足。
[0003]已公开的中国专利技术专利“一种改变自身排水量浮力调节剖面定点观测装置”(申请号：CN202010787822.4)提出了一种基于定点浮标方案，该方案主要通过滑动装置安装在潜标或浮标的锚系系统上进行定点观测，其自身不具备位移修正能力。中国专利技术专利“一种声学定位式自浮沉剖面浮标装置”(申请号：CN201410403666.1)提出了一种基于声学定位手段并通过调整侧翼翼片角度来实现定点观测功能的剖面浮标，该方案需要海底放置声学信标辅助定位，且需要安装姿态仪和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有位移修正能力的浮标，其特征在于，包括耐压壳体、上端盖、下端盖、艏舵、艉舵、前整流罩、后整流罩、通信天线、油囊，以及耐压壳体内部的控制模块和浮力调节模块；耐压壳体为圆柱体结构，与上端盖、下端盖共同组成水密结构，用于承受海水压力并为内部设备提供安装空间；前整流罩和后整流罩为流线形薄壳结构，选用中性浮力材料，用于减小设备水下航行阻力；艏舵和尾舵为垂直交叉布局，在设备上下运动过程中分别用于设备保持逆流状态且在设备上下运动过程中提供逆流航行分力；油囊通过密封结构安装于下端盖，内部与浮力调节模块连通，通过改变自身体积调节设备排水量从而实现上浮与下潜；姿态调节模块安装于耐压壳体内部，采用偏心设计，沿中轴线转动，从而调整设备重量分布，改变设备航行姿态。2.一种浮标位移修正方法，其特征在于，包括以下步骤：在浮标上浮过程中，建立流体力学状态方程；将实时的浮标上浮速度和和加速度输入PID补充控制器；通过PID补偿控制器修正上浮速度和加速度，PID补偿控制器修正上浮速度和加速度，输出变量为ΔK
p
，ΔK
i
，ΔK
d
，ΔK
p
，ΔK
i
，ΔK
d
分别为PID补偿控制器的比例、积分、微分增益系数变化值；在PID补偿控制器修正上浮速度和加速度过程中，同时采用改进的粒子群算法对PID参数进行整定；浮标根据修正的上浮速度和加速度，实现精准的位移修正。3.根据权利要求2所述的浮标位移修正方法，其特征在于，所述状态方程如下：3.根据权利要求2所述的浮标位移修正方法，其特征在于，所述状态方程如下：3.根据权利要求2所述的浮标位移修正方法，其特征在于，所述状态方程如下：3.根据权利要求2所述的浮标位移修正方法，其特征在于，所述状态方程如下：3.根据权利要求2所述的浮标位移修正方法，其特征在于，所述状态方程如下：3.根据权利要求2所述的浮标位移修正方法，其特征在于，所述状态方程如下：
其中，C
y
为海水流动方向阻力系数；C
j
为下沉方向阻力系数；m为浮标的质量；g为重力加速度；ρ
海水
为海水的密度；ρ
浮标
为浮标的密度；u0为浮标周围的水流速度；u为浮标的水流方向速度；ω为浮标水深方向上浮速度；S
h
为水平截面等效面积；S...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱小龙，邓佳俊，刘阳，胡淇瑞，
申请(专利权)人：湖南国天电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：