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2024年05月机电工程技术May2024

第53卷第05期MECHANICALELECTRICALENGINEERINGTECHNOLOGYVol.53No.05

DOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2024.05.015

马文宇，刘立刚，王玉甲，等.基于重量调节式的浮力调节技术研究［J］.机电工程技术，2024，53（05）：64-69.

基于重量调节式的浮力调节技术研究*

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马文宇，刘立刚，王玉甲，刘星，林田

（1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春130033；2.哈尔滨工程大学机电工程学院，哈尔滨150001）

摘要：针对部分水下机器人需要搭载浮力调节系统调控重浮力进行姿态调节或是降低功耗等需求，对浮力调节技术进行研究，旨

在提高系统调节精度。指出影响系统调节精度存在两方面因素：一为定量充排的准确性，二为系统在压力作用下的形变大小。通

过分析现阶段各调节方式对提高调节精度要求的适用性后，以重量调节式中的液压泵-压载水舱式为研究对象，分析系统内部各组

成单元对调节精度的影响。构建液压回路，研制浮力调节装置，设计模糊PID控制器提升系统的响应速度及抗干扰能力，进行陆

上及水下定量充排实验。结果表明系统的调节误差可控制在给定允许误差范围之内且将平均误差控制在5%以下，验证了所研究技

术的可行性。为后续高精度浮力调节系统的开发提供有益参考。

关键词：重浮力调控；定量充排；系统形变；模糊PID

中图分类号：TH137文献标志码：A文章编号：1009-9492（2024）05-0064-06

ResearchonBuoyancyRegulationTechnologyBasedonWeightAdjustment

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MaWenyu，LiuLigang，WangYujia，LiuXing，LinTian

（1.ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences,Changchun130033,China;

2.CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China）

Abstract:Inviewoftherequirementsthatsomeunderwatervehiclesneedtobeequippedwithbuoyancyregulationsystemtoaccurately

regulategravityandbuoyancyforattituderegulationorreducepowerconsumption,thebuoyancyregulationtechnologyisstudiedinorderto

regulatebuoyancywithhighprecision.Twofactorsaffectingtheadjustmentaccuracyofthesystemareproposed:oneistheaccuracyof

quantitativecharginganddischarging,andtheotheristhedeformationofthesystemunderpressure.Afteranalyzingtheapplicabilityofvarious

adjustmentmethodstoimprovetheadjustmentaccuracy,takingthehydraulicpump-ballasttankastheresearchobj