[发明专利]一种基于温差能发电驱动的剖面浮标的发电控制方法

权利要求书

1.一种基于温差能发电驱动的剖面浮标的发电控制方法，基于一种基于温差能发电驱动的剖面浮标的发电结构，所述发电结构包括海洋温差能换热器、第一区域和第二区域，所述第一区域包括蓄能器、液压马达和内皮囊，所述第二区域包括蓄电池、电池管理模块、发电机和外皮囊，其中，所述海洋温差能换热器分别联通所述蓄能器、内皮囊和外皮囊，且所述蓄能器、内皮囊和外皮囊均彼此联通，所述蓄能器和海洋温差能换热器的通路上设有第一单向阀，所述内皮囊和海洋温差能换热器的通路上设有第二单向阀，与所述外皮囊连接的两个通路分别设有第二电磁阀门和第三电磁阀门，所述第一区域和第二区域间的通路上设有第一电磁阀门和液压马达，所述液压马达的输出端与所述发电机的输入端传动连接，所述发电机、电池管理模块和电池依次电连接，所述温差能发电驱动的剖面浮标与水面控制台和卫星进行通讯远程通讯连接，

其特征在于，所述发电结构及其控制方法包括以下步骤：

步骤一、确定基于温差能发电驱动的剖面浮标的设计指标和初步设计参数，完成主要设备的选型，根据剖面浮标的性能要求，进行各个子单元的设计工作，选取合适的设计方法完成剖面浮标的系统设计；

步骤二、完成海洋温差能驱动的剖面浮标的能耗分析，得到温差能驱动的剖面浮标耗电设备的能耗参数，针对海洋温差能驱动的剖面浮标运动循环过程中六个阶段的耗电设备开启状态、工作时间及工作能耗，得到海洋温差能驱动的剖面浮标的能耗数据；

步骤三、建立固定坐标系和与海洋温差能驱动的剖面浮标固联的运动坐标系，定义固定坐标系与运动坐标系之间的变换关系，然后建立剖面浮标的运动学和动力学模型，建立数值计算模型，进行剖面浮标的直航阻力试验、斜航试验以及平面机构运动数值模拟，计算得到相应的水动力系数；

步骤四、基于海洋温差能驱动的剖面浮标两种主要工作模式，采用基于改进滑模的剖面浮标深度控制方法用于其深度控制，采用基于虚拟目标的海洋温差能驱动的剖面浮标垂直面直线路径跟踪控制方法用于垂直面运动控制，并通过仿真试验验证所提出控制方法的可行性和优越性。

2.根据权利要求1所述的一种基于温差能发电驱动的剖面浮标的发电控制方法，其特征在于，在步骤一中，所述基于温差能发电驱动的剖面浮标的设计指标包括最大下潜深度、工作时间、重量、浮力调节量、温差能发电系统发电量、通讯方式和任务传感器，所述基于温差能发电驱动的剖面浮标的初步设计参数包括总体布局、外形设计、耐压壳设计和电控单元。

3.根据权利要求1所述的一种基于温差能发电驱动的剖面浮标的发电控制方法，其特征在于，在步骤一中，在确定基于温差能发电驱动的剖面浮标的设计指标和初步设计参数后，建立水下机器人运动模型，包括以下步骤：

步骤一一、建立空间运动坐标系；

步骤一二、根据空间运动坐标系建立空间运动数学模型。

4.根据权利要求1所述的一种基于温差能发电驱动的剖面浮标的发电控制方法，其特征在于，在步骤二中，海洋温差能驱动的剖面浮标工作过程包括运动循环过程中的运动循环和热循环。