[发明专利]一种作业型水下机器人液压推进器的推力控制仿真系统

权利要求书

1.一种作业型水下机器人液压推进器的推力控制仿真系统，包括放大器1、放大器2、电液伺服阀传递函数模型、阀控液压马达传递函数模型、马达排量模块D_M、螺旋桨推进器动力学系统模型、螺旋桨转矩及推力系数计算模型；其特征在于：

将期望推力T₁输入到放大器1后，得到控制电压u_T；将控制电压u_T传送给放大器2后，输出控制电流i给电液伺服阀传递函数模型，得到伺服阀阀芯位移x_v传送给阀控液压马达传递函数模型，输出液压马达两端油液压力差p_L给马达排量模块D_M，输出扭矩T_g；

将螺旋桨的进速V_A和反馈转速n，输入到螺旋桨转矩及推力系数计算模型，得到转矩系数K_Q和推力系数K_T，传送给螺旋桨推进器动力学系统模型；

螺旋桨推进器动力学系统模型根据接收的扭矩T_g、转矩系数K_Q和推力系数K_T，计算出推进器的推力T和反馈转速n，将反馈转速n传送给螺旋桨转矩及推力系数计算模型，推进器的推力T为输出结果。

2.根据权利要求1所述的一种作业型水下机器人液压推进器的推力控制仿真系统，其特征在于：所述的电液伺服阀传递函数模型为：

其中K_sv——伺服阀增益；T_v——伺服阀常数；

阀控液压马达传递函数模型为：

其中，p_L——液压马达高压油路和低压油路的压力值之差；X_v——电液伺服阀阀芯移动距离，为x_v的幅值；K_q——流量增益；D_M——液压马达的理论排量；V_t——阀腔、马达腔和连接管道的总容积；β_e——等效体积弹性模量；B_M——负载和液压马达的粘性阻尼系数；J——液压马达和负载的总惯性量，负载为螺旋桨转矩；K_ce——总的流量或压力系数。

3.根据权利要求1所述的一种作业型水下机器人液压推进器的推力控制仿真系统，其特征在于：所述的螺旋桨推进器动力学系统模型为：

Q＝K_Qρn²D⁵

T＝K_Tρn²D⁴

其中：T_L——作用在液压马达的外负载力矩，外负载力矩即为螺旋桨的扭矩Q；Q——螺旋桨扭矩；K_Q——螺旋桨转矩系数；ρ——海水密度；n——螺旋桨的转速；D——螺旋桨的直径；K_T——螺旋桨推力系数。