[发明专利]一种水下机器人空间6自由度自航操纵预报的类物理数值方法

摘要

本发明提供一种水下机器人空间6自由度自航操纵预报的类物理数值方法。本发明包括：建立水下机器人6自由度操纵运动坐标系，构建对应的空间6自由度方程，建立水下机器人模型，通过网格划分软件建立流场拓扑结构和混合网格系统，通过流体分析软件组装水下机器人模型和网格模型，定义各流场区域的运动形式和界面的运动形式；通过编写和设置模拟水下机器人6自由度运动过程的用户自定义函数，模拟螺旋桨高速旋转运动，进而模拟水下机器人6自由度运动的过程。本发明能获得水下机器人运动过程中的受力，速度变化等实时瞬态的物理运动；通过状态云图再现载体复杂操纵运动过程的内在物理作用机理；有利于对安全性进行评估，提高AUV作业的可靠性。

主权项

1.一种水下机器人空间6自由度自航操纵预报的类物理数值方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：建立水下机器人6自由度操纵运动坐标系，其包括用于显示运动参数的大地坐标系和用于方便加载水下机器人配件受力的载体运动坐标系，基于大地坐标系下的运动参数构建对应的空间6自由度方程，6自由度包括载体的旋转运动和纵向运动，横移运动和垂向运动，所述载体的旋转运动包括横滚，纵倾和转首，其中，将载体的旋转运动，限制在载体坐标系中，将载体的纵向运动，横移运动和垂向运动，转移到大地坐标系中显示；步骤2：通过实体建模软件建立三维1:1的设有分离螺旋桨和舵的水下机器人模型；步骤3：将构筑完成的水下机器人模型导入网格划分软件中，建立适合水下机器人6自由度运动的流场拓扑结构，具体地，将水下机器人6自由度运动所在流场划分为多个流场区域，不同流场区域之间用不同的界面连接；步骤4：建立水下机器人6自由度运动的混合网格系统，具体地，根据不同的流场区域设计不同类型的网格，得到网格模型；步骤5：通过流体分析软件组装所述水下机器人模型和网格模型，定义各流场区域的运动形式和界面的运动形式；通过编写和设置模拟水下机器人6自由度运动过程的用户自定义函数，模拟螺旋桨高速旋转运动，进而模拟水下机器人6自由度运动的过程。