[发明专利]一种适用于水下航行器控制装置的试验设备及方法

说明书

本发明涉及一种适用于水下航行器控制装置的试验设备及方法，设备包括航行体和侧支撑，航行体包括航行器头部、航行器锥段、航行器柱段、航行器尾部、电机、转轴、舵片，航行器头部、航行器锥段、航行器柱段、航行器尾部串联连接，电机固定在航行器尾端内，舵片通过连接转轴与电机转轴连接；侧支撑一端固定于水洞侧面，另一端与航行器柱段连接，被测控制装置安装在航行器柱段内腔中，航行器柱段内腔与外部密封；被测水下航行器控制装置的连接电缆为一分为二电缆，一路与与电机连接，用于为电机供电和与电机进行通信控制，另一路通过侧支撑与水洞外电源连接。本发明能够保证水下航行器控制装置能够安全调试并且结构简单易于拆装。

技术领域

本发明涉及一种适用于水下航行器控制装置的试验设备及方法，属于水下航行器技术领域。

背景技术

随着科技的发展，海洋资源越来越多的被探索，其中，作为水下航行器的探索设备越来越受到广大的重视，如何使水下航行器更好地应对不同环境，满足不同作业需求已经引起了世界各地相关科研人员的兴趣。控制装置作为水下航行器中操控系统的重要组成部分，控制装置的准确性、可靠性及稳定性对水下航行正常工作显得尤为重要。实际水下航器中，由于航行器航行水动力参数难以获知，控制装置在研制过程主要通过经验公式、理论模型和数值仿真进行评估，但是在产品研制过程中较快的实现结构、原理和算法的仿真验证，一方面控制装置硬件部分没有开展仿真测试，另一方面存在环境模拟参数不可靠的问题，最终产品硬件精度难以保证使用要求，最终导致产品研制周期和成本增加，甚至由于环境条件无法真实的模拟而导致产品可靠性和稳定性无法保证。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有技术中水下航行器控制装置测试周期长，无法准确模拟环境因素对被测控制装置带来的精度的问题，提出一种适用于水下航行器控制装置的试验设备及方法，能够保证水下航行器控制装置能够安全调试并且结构简单易于拆装，保证水下航行器控制装置安全调试和充分模拟实际环境的基础上有效的缩短控制装置的调试周期。

本发明解决技术的方案是：一种适用于水下航行器控制装置的试验设备，该实验设备包括航行体和侧支撑，航行体又包括航行器头部、航行器锥段、航行器柱段、航行器尾部、电机、转轴、舵片，航行器头部、航行器锥段、航行器柱段、航行器尾部依次串联连接，电机固定在航行器尾端内，舵片通过连接转轴与电机转轴连接；侧支撑一端固定于水洞侧面，另一端与航行器柱段连接，被测控制装置安装在航行器柱段内腔中，航行器柱段内腔与外部密封；

被测水下航行器控制装置的连接电缆为一分为二电缆，一路与与电机连接，用于为电机供电和与电机进行通信控制，另一路通过侧支撑与水洞外电源连接。

优选地，所述航行器头部、航行器锥段、航行器柱段、航行器尾部为被测控制装置所应用的水下航行器根据尺寸大小按照原型或者按照一定比例缩比制成。

优选地，所述侧支撑与航行体通过转轴固定，航行体能够绕转轴自由旋转摆动或者固定在预设俯仰角状态。

优选地，所述转轴过航行体浮心位置。

基于上述设备，本发明还提供了一种适用于水下航行器控制装置的试验方法，该方法包括如下步骤：

S1、向水洞注水，直至水位超过水洞工作段上端面并达到试验设计水位值；

S2、启动被测控制装置及电机电源，通过被测控制装置调整舵角归零，之后将被测控制装置设置为初始化状态；

S3、启动水洞后水流开始在水洞中循环流动，观测水洞中水流速度及压力，调整水流速度和压力直至达到试验需要的水流速度和压力，待水流速度和压力稳定后试验水洞环境准备完毕，进入步骤S4；

S4、设定水下航行器运动规律，使得被测控制装置根据设定的水下航行器运动规律，向电机传输控制信号，控制舵片偏转形成俯仰力和俯仰力矩；