一、水下开孔器液压控制系统的分析改进（论文文献综述）
俞华,孙恪成,邓欣,于超,岳元龙[1]（2021）在《渤海水下油气生产控制系统适应性分析》文中认为介绍了水下生产系统目前常用的几种控制类型,通过对比深水与浅水水下控制系统结构、控制距离、分配单元、控制对象、响应时间的差异性,分析各自类型和特点,并结合渤海海域的环境特点,对控制系统结构部分进行优化设计,提出适用于渤海浅水区域的水下控制系统设计方案。能够在满足油气井安全性的前提下,降低开发成本,保障生产效率,为适用于渤海浅水区域油气田航道区、敏感区开发的国产化水下生产系统提供参考。
王千年[2]（2021）在《深海液压机械臂的设计与分析》文中研究指明液压机械臂是深海智能精确作业的核心装置,是深海勘测和作业的关键工具,在落实我国海洋战略、建设海洋强国方面具有重要地位。论文在“中科院战略性先导A类科技专项”任务“智能精确作业模块研制”的支持下,以深海液压机械臂为研究对象,设计了机械臂的总体方案,分析了机械臂的运动学和轨迹规划,研究了液压关节三种控制算法。仿真和实验结果表明,系统设计和控制算法研究满足研制深海液压机械臂的要求。论文的主要工作如下:1.针对深海液压机械臂的设计问题,提出了机械臂总体、机械结构、关节密封、液压和控制系统等设计方案。计算了机械臂六个关节工作时所需的最大力矩,确定了各个关节执行器的型号,并在末端速度20mm/s目标参数的约束下做了仿真,结果表明设计方案可行。2.针对深海液压机械臂的运动学问题,依据D-H参数建立了机械臂的运动学模型,采用变换矩阵法推导了机械臂正向运动学方程,利用解析解法求解了机械臂运动学逆解,并运用蒙特卡洛法分析了机械臂的工作空间。计算和仿真结果表明所设计的机械臂存在运动学逆解,且工作空间满足设计目标。3.针对深海液压机械臂的轨迹规划问题,分析了关节空间中三次多项式插值法、五次多项式插值法,研究了笛卡尔空间中的直线插补法、圆弧插补法,设计了基于5段S型加减速的轨迹规划。仿真结果表明基于5段S型加减速的轨迹规划计算量小且加速度连续,为机械臂运动控制提供了支撑。4.针对深海液压机械臂的关节控制问题,建立了肩关节控制系统的数学模型,设计了经典比例积分微分（Proportion Integration Differentiation,PID）、单神经元PID和前馈补偿PID的控制算法,并针对三种算法进行了仿真分析;最后采用经典PID控制算法针对肩关节系统做了实验,仿真和实验结果表明所设计的控制算法满足机械臂精度需求。
黄明泉,徐景平,施林炜[3]（2021）在《ROV在海洋油气田开发中的应用及展望》文中提出水下机器人（ROV）以其综合优势,在海上油气田勘探、开发和生产全生命周期中的各个阶段发挥着重要的作用。结合行业应用实际,系统介绍了ROV的原理和系统组成,以及海上油气田开发过程间各种作业类型中ROV的应用,对其工作内容、方式和风险进行了全面的详细论述和总结。同时,对ROV以后的技术发展趋势进行了展望。
童飞[4]（2020）在《挤压造粒机组进刀系统的改进》文中提出近年来,挤压造粒机组作为化工企业中生产各类树脂、合成纤维等产品的技术核心设备,越来越受到重视,高产能、高熔融指数已成为大型炼化企业的发展趋势。挤压造粒机组结构较为复杂,操作难度高,故障频率高,为了应对当下日益竞争激烈的国内市场需求,要求炼化企业必须掌握大量的实际生产经验,应对各种难题,对存在的问题进行改进突破,特别是长期以来制约着机组的平稳运行的切刀与模板的受力以及配合问题,本文将针对水下切粒单元中切刀进刀轴进行改进,制定解决方案。通过对进刀轴工作时的受力分析,推导出各个分力的计算公式,并根据机组实际参数计算出具体受力数值,进而得出进刀液压油油压的控制范围;针对机组挤压段熔融树脂物料对进刀轴的反向作用力,借助流体力学相关公式进行推导,通过在恒定温度、熔融指数、生产负荷下对应的熔融树脂的粘度系数的确定,计算出具体的反向作用力公式,并引入模板开孔率的计算方法,对反向受力进行计算;针对进刀轴单向恒定推力进刀容易退刀的问题进行平衡受力计算,并设计退刀平衡系统,使切刀始终保持受力均衡,降低切刀及模板的磨损,减少机组故障停机次数,提高产品质量。最后通过磨刀实验对改进后的进刀平衡系统进行验证。本文在熔融树脂物料对切刀的反作用力计算方面以及切刀6个分力的推导过程方面有所突破。对比改进前的使用效果,改进后使得机组故障停机次数大幅度降低,易损件使用寿命提高,产品质量大幅度提高,产品优级品率达到99.7%。通过对挤压造粒机组水下切粒单元进刀系统分析及改进,计算出了实际生产过程中进刀液压油压力及退刀平衡系统液压油压力的具体数值,以及二者关系,对生产实践过程中机组的具体操作具有理论指导意义,改变了以往仅通过经验摸索调节的操作方式。
王胜[5]（2020）在《高可达空间重载机械臂结构及液压系统的设计与节能优化研究》文中研究指明液压机械臂是抢险救援、重载搬运等重型移动/工业机器人最重要的作业机构。现有液压重载机械臂以工程机械、森林机械的工作臂为主,其机构自由度低,手部抓取结构庞大,导致机械臂的可达空间小、灵活性差,无法满足救援现场复杂任务需求。此外,传统液压机械臂多以实现作业功能为主,自身结构摩擦大且采用集中式控制的电液比例驱动系统,控制精度低、能耗大,无法满足抢险救援、大型工业制造等场合精细、高效作业的需求。针对这些问题,本文首先设计了一种高可达空间、高灵活性、高精度的重载机械臂,并搭建了7+1自由度、最大夹持负载500kg的重载液压机械臂样机试验平台,对各关节功能进行了试验测试,研究了高精度的七自由度冗余机械臂逆运动学解算方法。然后,针对现有液压机械臂节能方法局限于“止损”导致节能性不足的问题,本论文从降低负载能耗的新角度出发,充分利用冗余自由度机械臂自运动特性,提出从优化机械臂运动的角度出发实现冗余自由度液压机械臂的能量优化,利用动态规划算法对该优化问题进行了全局寻优,最后利用仿真验证了算法的节能效果。本文主要完成研究内容包括:1、基于抢险救援等场景对高可达空间、高灵活性、高精度的任务需求,对机械臂的总体构型、重载双自由度手部结构、紧凑型液压滑环结构及液压系统进行设计,完成机械臂三维模型和液压泵站三维模型的设计,搭建基于机械臂物理样机的试验平台,并对机械臂各关节功能进行测试。2、基于D-H法建立机械臂的正运动学模型,利用蒙特卡洛法确定其工作空间,基于梯度投影法和避关节极限的运动学优化指标对机械臂进行逆运动学求解,并利用正运动学实时反馈跟踪误差完成基于闭环的运动学逆解优化算法,并对算法进行仿真验证。3、提出从优化机械臂运动的角度出发实现冗余自由度液压机械臂的能量优化,为了验证该方法的可行性,对三自由度冗余机械臂运动学及动力学进行分析,并针对变量泵恒压和变量泵负载敏感两种节能液压控制系统建立多关节“液压-机构”之间的关联特性,对全局能量最优的冗余液压机械臂运动规划问题进行数学描述,利用动态规划算法对该节能优化问题进行全局寻优。4、分别在恒压系统下和负载敏感系统下,对所提出的全局能量最优的冗余液压机械臂运动规划方法进行算例计算,为了验证算法的节能效果,建立AMESim机液耦合精细仿真模型,与梯度投影法和缸速最小化法进行对比仿真分析。
郭凤祥[6]（2020）在《4000米Argo剖面浮标液压系统设计与节能优化研究》文中研究指明全球海洋实时观测网计划,又称为Argo计划,是由全球大气、海洋科学家于1998年提出的一项全球海洋观测试验项目,利用Argo剖面浮标对全球海洋不同层流的温度、盐度和溶解氧等参数进行长期监测和数据采集。Argo剖面浮标能够在海洋垂直剖面自主完成上浮下潜运动,并依靠所携带的传感器对水文参数进行测量,采集的实时数据对于海洋科学研究具有重大意义。而液压浮力调节技术是剖面浮标实现升沉运动的关键,一套可靠、高效的液压系统是剖面浮标能顺利完成监测任务的保障。目前技术成熟的2000米级浮标所搭载的液压系统由往复单冲程柱塞泵和浮标外部可变体积的圆柱型油囊组成,主要适用的深海工作范围为0-2000米,应用于更深海域时,会面临一系列问题。首先,为了增大浮标净浮力调节量,活塞缸的尺寸需随之增加,不利于浮标内部空间的利用。其次,为承受更大海水压力负载,活塞缸的强度和质量也不可避免随之增加,严重影响浮标的净浮力和搭载能力,限制了搭载传感器的数量。另外,浮标下潜到更深海域时,考虑到液压系统的工作压力会大幅增加,液压零部件的选用也更为严苛。因此,一套高效、稳定的液压系统对于4000米深海剖面浮标非常关键,是实现浮标稳定探测和采样的基础。本文的研究对象为山东大学自主研制的4000米Argo智能剖面浮标。针对于目前国内深海剖面浮标在研制过程中出现的液压系统运行不稳定、系统工作时发生电流过载以及系统能耗较高导致难以满足设计航时等难题,重点对4000米Argo剖面浮标的液压系统进行研究。分析已有液压系统在实验和海试中出现的问题,设计一套适用于深海4000米剖面浮标的低功率液压系统,进而对两套液压系统进行仿真分析对比,验证所设计系统的可行性。使用多目标粒子群优化算法对本文所设计液压系统的参数进行优化,提高系统的容积效率,并研究浮标在上浮过程中的运动状态,提出一套基于闭环控制策略的分段供油方法,以提高浮标运行稳定性和节能效果。搭建海水负载模拟试验台,验证液压系统的可行性和稳定性,最终进行海上试验。本文的主要研究内容和创新点:1.在研究现有深海剖面浮标液压系统的基础上,设计了—套适用于深海4000米剖面浮标的低功率液压系统。通过AMESim和MATLAB联合仿真验证系统的可行性,并搭建高压测试实验系统验证所设计模型的正确性,为深海剖面浮标液压系统的设计提供了理论和工程基础。2.基于流体力学分析和AMESim仿真,采用多目标粒子群优化算法对所设计液压系统的核心零部件——增压器模型的参数进行优化,得到系统关于容积效率、输出单位体积液压油工作时间和增压器质量三个目标函数的最优解集,为实际应用中增压器模型的设计与优化提供理论依据。3.研究浮标在上浮阶段的运动,提出了基于闭环控制策略的分段供油方法。建立了 4000米剖面浮标液压系统仿真模型及上浮阶段浮标运行的动力学和能量消耗模型,并对比分析传统供油控制策略与所设计控制策略的仿真结果,以提高浮标运行的稳定性和节能性,为深海剖面浮标供油策略进一步研究提供了参考。
王俊杰[7]（2020）在《水下导向攻泥器钻进液压系统设计与动力学建模》文中研究说明随着海洋资源勘探、开发和交通运输等海上经济活动日益增多,船舶向大型化、专业化发展,由此所引发的沉船数量不断上升,打捞难度也越来越大。为保障海洋经济发展,保护人民生命财产安全,迫切需要我国建立“大吨位、大深度沉船打捞和快速清障打捞”的应急保障能力。水下导向攻泥器攻打过底千斤洞技术是沉船救捞工程中常用的一项关键技术,千斤洞攻打的效率和精度往往直接决定了打捞作业的成败。本论文以我国交通部的“到2020年建设先进沉船救助打捞体系”为目标[1],研究围绕沉船打捞的水下导向攻泥器展开,根据其驱动力、钻进速度等工作需求计算和设计了总体液压系统,考虑到海底底质复杂性诸多因素会产生负载突变等状况,基于压力流量复合控制优化了现有钻机模块的液压驱动系统,通过AMESim仿真完成钻头在复杂海况下钻进力和钻速的协调控制。运用土力学原理分析实际钻进时土体破坏的原因,按照导向钻进原理确定各时刻钻头的运动状态,以此建立负载力学模型进行轨迹设计。将导向板向前移动与绕钻头中心点转动分别建立数学模型,采用牛顿—欧拉方程建立动力学模型,通过MATLAB中S函数的建模与仿真研究液压驱动力、海底底质、钻杆材质等参数对钻进轨迹的影响。最后对所建立的牛顿—欧拉动力学模型进行陆地非开挖技术验证,实验结果与仿真一致验证了模型的准确性。本文主要创新性成果如下:（1）钻进液压系统为水下导向攻泥器提供动力,为避免钻进过程中负载突变所造成的液压冲击,同时提高钻进效率,本研究提出一套基于压力流量复合控制的动力头液压系统。动力头旋转运动采用四个液压马达驱动,经过中心大齿轮、齿轮减速器等装置减速后输出转矩,动力头推拉运动通过钻架将液压马达的旋转变为机械系统中齿轮齿条的平移。将比例溢流阀并联在液压马达两端调节其两腔压力,调节比例换向阀的阀口开度控制液压马达流量[2],动力头在AMESim仿真中能完成复杂海况下钻进力和钻速的协调控制。（2）运用土力学原理建立导向钻进负载力模型,从土体破坏的基本原理分析钻进过程,分别计算钻头轴向、周向的力。由于导向板的上下两部分受力不均而出现偏转力,钻头向一侧发生弯曲,从而使压缩变形区域的土体刚度变化[3],加入圆孔扩张理论进行分析,钻杆变化角度越大,所压缩变形的土壤越多,等效合力越大,从而改变钻进弯矩模型。（3）将钻头的进给过程分解为沿导向板向前移动与绕钻头中心点转动,并运用牛顿-欧拉方程建立了钻头导向动力学模型[4]。通过MATLAB中S函数的建模与仿真,结合实验验证,得出钻头液压系统驱动力、海底底质属性、初始钻进角度和钻杆与土壤共同作用的总刚度均会对钻头导向过程产生影响。
肖占林[8]（2020）在《大功率拨叉式水下阀门液压执行机构的建模与分析》文中研究说明阀门是流程工业自动化领域最为重要的流体介质控制设备。阀门执行机构是控制阀门启闭的关键驱动装置。深水阀门执行机构主要采用液压驱动,具有复杂服役工况下长时稳定工作的高可靠性要求。本文结合吴忠仪表有限责任公司的实际工程需求,介绍一种单拨叉水下阀门液压执行机构,建立三维模型,并对影响输出力矩特性的参数进行仿真优化分析,以帮助企业提高阀门关键部件的设计水平。首先,系统分析了执行机构的结构特点、适用工况和工作原理,介绍了一种500m深水单作用活塞式液压执行机构,对单拨叉水下阀门液压执行机构各零部件进行了详细的结构设计和计算校核,运用Solidworks软件初步建立了水下阀门执行机构的三维模型。其次,按照执行机构工作机制,采用机理建模方法对执行机构进行建模,通过力平衡方程,得出了力臂、活塞面积、弹簧刚度与扭矩之间的关系式。在MATLAB/Simulink软件中进行了仿真模拟,得到了执行机构在关键参数变化过程中对输出扭矩的影响。最后,利用MATLAB自带的优化工具fmincon（）对弹簧和液压缸进行了设计优化,在缺少足够的给定条件的情况下,借助多参数优化的思路进行了设计,根据模型特点编制优化设计程序完成了对弹簧和液压缸的优化设计。对优化后的整机模型进行了有限元分析并通过仿真模拟估计了输出扭矩,验证了执行机构的结构优化可行。结论:当力臂、活塞直径变大时,执行机构输出扭矩变大,弹簧刚度增大,在相同的工作条件下,需要更大的液压压力才能开启阀门,过小则不满足工作要求。优化后的执行机构弹簧总重量减少了 8%,液压缸部件总体积减小了 23%。优化后的输出扭矩比优化前减小了 250Nm,优化后执行机构各零件最大应力均有所减小,最大位移减小了 22.1mm,在保证执行机构能正常工作的前提下,避免了扭矩过剩造成的资源浪费,使得机构变得更加紧凑,提高了执行机构工作稳定性,延长了使用寿命。
赵成强[9]（2020）在《深水管道内封堵器密封及锚定性能研究》文中研究说明海底输油管道一直是受世界各国水下油气运输最为青睐的输送方式之一,输油管道的老化和损坏事件时有发生,深水管道封堵等水下管道维修设备的设计研究有助于摆脱国外在管道封堵维修的技术限制,提高我国水下输油管道封堵维修及快速控油转接等海底管道维修技术,早日实现我国从浅蓝向深蓝的海洋强国的重要战略目标。本文针对深水管道内封堵器部分装置现有成果中存在的问题并结合相关技术要求,对深水管道内封堵器进行了相应的结构改进,在现有研究成果的基础上对装置的施力系统、锚定与密封系统、自锁与解封系统、快速转接系统和导向系统等进行结构分析改进设计。对封堵器的核心密封装置和锚定装置进行深入研究,根据拉梅方程圆筒受力的平衡方程等理论研究硬度分别为70、75、80、85和90密封胶筒封堵力学性能和压缩变形规律。根据锚定力学模型建立计算得到相切式直线牙型锚定块与圆形牙型锚定块所受载荷和锚定深度之间的变化关系,并在此基础上对初锚定和深度锚定过程中锚定滑脱失败现象进行分析。根据五种硬度胶筒试件的单轴拉伸试验和数据处理,利用Abaqus软件的非线性有限元仿真对五种硬度胶筒进行力学性能仿真分析,通过仿真分析得到五种硬度胶筒在封堵压缩过程中的变形规律和接触应力分布等结果证明了理论分析中五种硬度胶筒硬度越软封堵性能结论的正确性。设计并利用深水管道内封堵器多功能实验台进行五种硬度胶筒的封堵压缩实验、密封性能打压等实验,通过实验验证了每种硬度胶筒在对应理论和仿真轴向载荷时所能达到的封堵压力和变形规律结论的正确性。综合实验结果和理论、仿真分析内容为实际应用时封堵器密封胶筒的选择提供指导。通过锚定实验得到锚定装置相切式直线牙型锚定块与相切式圆形牙型锚定块在初锚定和深度锚定过程中载荷与锚定深度的关系,在此基础上得到锚定滑脱失败时极限载荷大小,本文研究内容可为深水管道内封堵器设计提供参考。
张宁[10]（2020）在《水下管汇结构可靠性分析及可靠性评估软件开发》文中研究表明水下管汇是水下生产系统的关键组成设备之一,起到汇集生产流体的作用。水下管汇多以防沉板作为基础支撑结构,通过水下控制模块执行水下管汇阀门的开闭功能,且水下控制模块失效率较高。针对水下管汇基础稳定性差、失效模式复杂和可靠性评估模型精确低的问题,本文从防沉板基础、水下管汇结构本身和水下控制模块结构三方面入手,对水下管汇的稳定性和结构可靠性进行分析,并开发水下管汇结构可靠性评估软件。在水下管汇组成系统的历史失效数据调研及通用构型分析的基础上,明确防沉板基础、水下管汇和水下控制模块结构的研究对象。在现有可靠性分析方法的基础上,通过对比分析,本文可靠性分析方法采用故障模式、影响及危害度分析法（Failure Mode,Effects and Criticality Analysis,FMECA）和故障树分析法（Fault Tree Analysis,FTA）,并通过模糊综合评价法计算故障树底事件概率。水下管汇的稳定性取决于防沉板基础的极限承载力,通过API RP 2GEO公式和土力学数值仿真分析南海某水下管汇基础防沉板的极限承载力,并对基础底部土体的破坏规律进行研究,完成水下管汇基础结构防沉板的稳定性分析。在水下管汇结构通用构型分析的基础上,采用FMECA法,明确水下管汇结构系统关键部件的失效模式、原因和影响,建立以“水下管汇结构失效”为顶事件的故障树模型。采用专家评价法和模糊数学理论方法确定故障树底事件的发生概率,并通过对故障树进行定性分析和定量分析,得到顶事件“水下管汇结构失效”的发生概率。通过重要度分析,得出对顶事件“水下管汇结构失效”的发生影响较大的失效模式。基于水下控制模块结构通用构型分析,以楔块对接锁紧式水下控制模块为研究对象,采用FMECA法、故障树分析法、专家评价法以及模糊数学理论,对故障树进行定性分析、定量分析以及重要度分析,得到顶事件“水下控制模块结构失效”的发生概率以及对顶事件的发生影响较大的失效模式。通过本文建立的水下管汇和水下控制模块结构可靠性评估模型,采用C#语言开发水下管汇结构可靠性评估软件,实现对水下管汇关键可靠性指标的计算。
二、水下开孔器液压控制系统的分析改进（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、水下开孔器液压控制系统的分析改进（论文提纲范文）
（1）渤海水下油气生产控制系统适应性分析（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 水下控制系统类型 |
| 1.1 全液压控制系统 |
| 1.2 电液控制 |
| 1.3 全电控制 |
| 2 浅水与深水控制系统设计差异化 |
| 2.1 控制对象差异化 |
| 2.2 水下控制系统结构差异化 |
| 2.3 水下分配单元结构差异化 |
| 2.4 响应时间差异化 |
| 2.5 控制液压油差异化 |
| 2.6 控制距离差异化 |
| 3 渤海水下控制系统方案设计 |
| 4 结束语 |
（2）深海液压机械臂的设计与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 深海液压机械臂系统方案设计 |
| 2.1 深海液压机械总体方案设计 |
| 2.1.1 机械臂系统设计 |
| 2.1.2 机械臂的技术参数 |
| 2.1.3 机械臂材料的选择 |
| 2.2 深海液压机械臂的结构设计 |
| 2.2.1 各关节设计与力矩计算 |
| 2.2.2 关节密封设计方案 |
| 2.3 深海液压机械臂液压系统设计 |
| 2.3.1 液压系统总体设计方案 |
| 2.3.2 液压系统流量分析 |
| 2.4 深海液压机械臂控制系统设计 |
| 2.4.1 控制系统组成设计 |
| 2.4.2 控制方案设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 深海液压机械臂运动学分析 |
| 3.1 深海液压机械臂运动学建模 |
| 3.1.1 坐标系变换理论基础 |
| 3.1.2 机械臂连杆坐标系的建立 |
| 3.2 深海液压机械臂运动学分析 |
| 3.2.1 机械臂运动学正解 |
| 3.2.2 机械臂运动学逆解 |
| 3.3 深海液压机械臂运动学仿真 |
| 3.3.1 机械臂运动学正解仿真 |
| 3.3.2 机械臂运动学逆解仿真 |
| 3.4 深海液压机械臂工作空间分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 深海液压机械臂轨迹规划及仿真 |
| 4.1 关节空间轨迹规划 |
| 4.1.1 三次多项式插值法 |
| 4.1.2 五次多项式插值法 |
| 4.2 笛卡尔空间轨迹规划 |
| 4.2.1 直线轨迹插补 |
| 4.2.2 圆弧轨迹插补 |
| 4.3 基于5段S型加减速的轨迹规划 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 液压关节控制系统的仿真与实验 |
| 5.1 液压关节控制系统数学模型的建立 |
| 5.2 液压关节控制系统控制器设计 |
| 5.2.1 基于经典PID控制律的控制器设计 |
| 5.2.2 基于单神经元的PID控制器设计 |
| 5.2.3 基于前馈补偿的PID控制器设计 |
| 5.3 液压关节控制系统仿真与分析 |
| 5.3.1 经典PID控制器仿真 |
| 5.3.2 单神经元PID控制器仿真 |
| 5.3.3 前馈补偿PID控制器仿真 |
| 5.4 液压关节控制系统实验与分析 |
| 5.4.1 控制系统平台的搭建 |
| 5.4.2 基于经典PID控制律实验与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文及取得的其他研究成果 |
（3）ROV在海洋油气田开发中的应用及展望（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 ROV概述 |
| 1.1 水下机器人 |
| 1.2 ROV发展历史 |
| 1.3 ROV系统组成 |
| 1.4 ROV的分类 |
| 2 ROV在海上油气田开发中的应用 |
| 2.1 ROV钻井支持 |
| 2.2 工程建造ROV支持 |
| 2.2.1 导管架安装 |
| 2.2.2 海管铺设 |
| 2.2.3 水下生产系统、系泊系统等安装 |
| 2.3 水下设施ROV检测/维修和维护 |
| 2.4 水下生产系统干预 |
| 2.5 油田弃置 |
| 2.6 深水路由/场址调查 |
| 3 ROV水下作业的优势 |
| 4 ROV水下作业风险与管理 |
| 5 ROV技术发展趋势 |
（4）挤压造粒机组进刀系统的改进（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 聚烯烃行业介绍 |
| 1.1.1 聚烯烃行业简介 |
| 1.1.2 聚丙烯生产工艺简介 |
| 1.2 挤压造粒机组的发展及研究现状 |
| 1.3 挤压造粒机组的分类、组成及工作原理 |
| 1.3.1 挤压造粒机组的分类 |
| 1.3.2 挤压造粒原理 |
| 1.3.3 挤压造粒机组的组成单元 |
| 1.4 水下切粒单元的组成及工作原理 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 2 水下切粒单元进刀系统影响因素及工作受力分析 |
| 2.1 影响挤压造粒机组产品质量及长周期运行的因素 |
| 2.1.1 影响机组平稳运行的主要因素 |
| 2.1.2 不合格产品产生的原因分析 |
| 2.1.3 相关产品质量标准介绍 |
| 2.2 水下切粒中切刀系统受力分析 |
| 2.2.1 进刀系统推进力分析 |
| 2.2.2 模板理论出料压力分析 |
| 2.2.3 模板实际出料压力分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 退刀平衡液压油系统设计及改进 |
| 3.1 设计思路 |
| 3.2 退刀平衡液压油系统设计及理论设定值计算 |
| 3.2.1 退刀器设计 |
| 3.2.2 改进后的进刀系统受力平衡公式 |
| 3.3 退刀平衡液压油系统理论及实际设计方案 |
| 3.3.1 退刀平衡液压油系统理论流程图及改进方案 |
| 3.3.2 退刀平衡液压油系统现场改进 |
| 3.4 退刀平衡系统油压自动调节实现 |
| 3.5 退刀平衡系统磨刀实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 水下切粒单元改进后的技术应用及效果 |
| 4.1 进刀系统改进后对机组故障停机次数及产品质量影响 |
| 4.2 进刀系统改造后对易损件寿命的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）高可达空间重载机械臂结构及液压系统的设计与节能优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 重载液压机械臂研究现状 |
| 1.2.1 重载液压机械臂结构及液压系统研究现状 |
| 1.2.2 重载液压机械臂节能优化研究现状 |
| 1.3 重载液压机械臂研究难点分析 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 机械臂结构及液压系统设计 |
| 2.1 机械臂的总体构型设计 |
| 2.2 紧凑型重载双自由度手部结构的设计 |
| 2.3 紧凑型液压滑环的设计 |
| 2.4 机械臂液压系统的设计 |
| 2.5 机械臂各关节功能测试 |
| 2.5.1 机械臂试验平台 |
| 2.5.2 机械臂各关节功能试验测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 七自由度冗余机械臂运动学分析 |
| 3.1 机械臂的正运动学分析 |
| 3.1.1 基于D-H参数法的正运动学分析 |
| 3.1.2 机械臂工作空间分析 |
| 3.2 机械臂逆运动学分析 |
| 3.2.1 基于梯度投影法的逆运动学解算 |
| 3.2.2 冗余机器人避关节极限的运动优化分析 |
| 3.2.3 基于闭环的运动学逆解优化 |
| 3.3 基于MATLAB/Simulink的逆运动学求解仿真验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 冗余自由度液压机械臂节能优化研究 |
| 4.1 冗余自由度液压机械臂能量最优运动规划方法的提出 |
| 4.2 三自由度冗余液压机械臂运动学及动力学分析 |
| 4.2.1 正运动学分析 |
| 4.2.2 驱动空间的转化 |
| 4.2.3 逆运动学解析解 |
| 4.2.4 机械臂动力学分析 |
| 4.3 冗余液压机械臂能量最优运动规划问题描述 |
| 4.3.1 伺服控制系统及执行器模型 |
| 4.3.2 恒压系统能耗模型 |
| 4.3.3 负载敏感系统能耗模型 |
| 4.3.4 关节物理限制惩罚函数 |
| 4.4 动态规划算法 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 全局能量最优运动规划算例及仿真分析 |
| 5.1 恒压系统全局能量最优运动规划算例计算 |
| 5.2 恒压系统下全局能量最优运动规划仿真验证与分析 |
| 5.3 负载敏感系统全局能量最优运动规划算例计算 |
| 5.4 负载敏感系统下全局能量最优运动规划仿真验证与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历 在读研期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）4000米Argo剖面浮标液压系统设计与节能优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要变量定义一览表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.3 Argo剖面浮标国内外研究现状 |
| 1.3.1 智能剖面浮标发展历史 |
| 1.3.2 剖面浮标液压系统发展概况 |
| 1.3.3 多目标粒子群优化方法发展概况 |
| 1.4 本课题的来源及意义 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 Argo剖面浮标液压系统设计 |
| 2.1 设计目标及工作流程 |
| 2.2 液压系统方案设计及组成 |
| 2.3 液压系统建模仿真与分析 |
| 2.3.1 仿真技术在液压系统中的应用 |
| 2.3.2 液压系统建模与仿真 |
| 2.3.3 两套液压系统仿真结果对比分析 |
| 2.3.4 齿轮泵液压系统仿真结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 Argo剖面浮标液压系统参数的多目标优化 |
| 3.1 多目标粒子群优化算法简介 |
| 3.2 液压系统多目标优化数学模型 |
| 3.2.1 多目标优化设计变量 |
| 3.2.2 多目标优化约束条件 |
| 3.2.3 多目标优化目标函数 |
| 3.3 基于MOPSO寻求液压系统参数的Pareto解集 |
| 3.4 液压系统多目标优化结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Argo剖面浮标运行稳定性和节能优化研究 |
| 4.1 Argo剖面浮标动力学模型 |
| 4.2 Argo剖面浮标能量消耗模型 |
| 4.3 Argo剖面浮标供油控制策略 |
| 4.3.1 传统单次供油控制策略 |
| 4.3.2 基于闭环控制分段供油控制策略 |
| 4.4 不同控制策略下剖面浮标运行稳定性分析 |
| 4.4.1 传统控制策略下系统运行稳定性分析 |
| 4.4.2 基于速度闭环分段供油控制策略下系统运行稳定性分析 |
| 4.4.3 基于速度-加速度双闭环分段供油控制策略下系统运行稳定性分析 |
| 4.5 不同控制策略下剖面浮标能耗分析 |
| 4.5.1 传统控制策略下系统能耗分析 |
| 4.5.2 基于速度闭环分段供油控制策略下系统能耗分析 |
| 4.5.3 基于速度-加速度双闭环分段供油控制策略下系统能耗分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 Argo剖面浮标试验研究 |
| 5.1 浮力调节试验 |
| 5.2 高压测试试验 |
| 5.3 海试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（7）水下导向攻泥器钻进液压系统设计与动力学建模（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 沉船打捞技术简介 |
| 1.2 沉船打捞技术发展概况 |
| 1.2.1 传统人工攻打过底千斤洞技术 |
| 1.2.2 水面非开挖定向钻机攻打过底千斤洞技术 |
| 1.2.3 水下导向攻泥器技术 |
| 1.3 水下导向攻泥器国内外研究现状 |
| 1.3.1 水下攻泥设备国内外研究现状 |
| 1.3.2 陆地非开挖技术国内外研究现状 |
| 1.3.3 导向钻进运动-、负载力模型国内外研究现状 |
| 1.4 论文研究方向及内容 |
| 2 水下导向攻泥器钻进导向原理与液压系统设计 |
| 2.1 定向钻头工作原理 |
| 2.1.1 水平定向钻进的基本工作原理 |
| 2.1.2 定向钻进轨迹的设计 |
| 2.2 钻机模块总体系统设计 |
| 2.2.1 水下导向攻泥器性能要求 |
| 2.2.2 钻机模块液压原理图 |
| 2.2.3 压力流量复合控制的动力头液压驱动系统 |
| 2.2.4 水下导向攻泥器旋转系统计算 |
| 2.2.5 水下导向攻泥器旋转系统计算 |
| 2.3 液压驱动系统设计AMESim仿真分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 钻头负载力学模型的建立 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 土力学基础 |
| 3.3 钻头静力学分析 |
| 3.4 钻杆变形受力分析 |
| 3.4.1 钻头导向弯曲的过程 |
| 3.4.2 圆孔扩张理论 |
| 3.4.3 钻杆弹性变形分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 钻头动力学模型的建立 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 坐标系选取及参数定义 |
| 4.2.1 固定坐标系与运动坐标系 |
| 4.2.2 动力学模型相关参数定义 |
| 4.3 坐标变换 |
| 4.3.1 欧拉角变换 |
| 4.3.2 速度变换方程 |
| 4.3.3 角速度变换方程 |
| 4.4 钻头导向动力学建模 |
| 4.4.1 牛顿-欧拉方程 |
| 4.4.2 模型初始化定义 |
| 4.5 仿真分析 |
| 4.5.1 液压系统驱动力的影响 |
| 4.5.2 海底地质变化的影响 |
| 4.5.3 钻进角度变化的影响 |
| 4.5.4 钻杆弹性模量变化的影响 |
| 4.5.5 液压系统动力头旋转的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 非开挖钻进实验与验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 导向钻进导航仪原理 |
| 5.3 非开挖钻进数据采集 |
| 5.3.1 采集参数定义 |
| 5.3.2 实验方案 |
| 5.4 钻进实验与分析 |
| 5.4.1 实验环境 |
| 5.4.2 导向钻进实验数据分析 |
| 5.4.3 避障钻进实验数据分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（8）大功率拨叉式水下阀门液压执行机构的建模与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 研究目标及主要的研究内容 |
| 1.5 技术路线与可行性分析 |
| 第二章 单拨叉水下阀门液压执行机构方案设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 液压执行机构设计需求分析 |
| 2.3 液压执行机构数学模型的建立 |
| 2.4 液压执行机构动力学仿真方案 |
| 2.5 液压执行机构关键参数优化设计方案 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 液压执行机构模型分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 回复式弹簧的设计计算和强度校核 |
| 3.3 弹簧缸的设计计算和强度校核 |
| 3.4 液压缸设计计算及强度校核 |
| 3.5 活塞杆设计计算及强度校核 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 执行机构动力学建模与仿真分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 执行机构的工作机制分析 |
| 4.3 执行机构数学模型建立 |
| 4.4 执行机构开启过程仿真分析 |
| 4.5 执行机构关闭过程仿真分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 执行机构关键参数优化设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 弹簧的优化计算 |
| 5.3 液压缸优化设计 |
| 5.4 模拟验证及输出扭矩估计 |
| 5.5 实验验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人资料 |
（9）深水管道内封堵器密封及锚定性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题背景及研究目的意义 |
| 1.3 相关技术国内外发展现状 |
| 1.3.1 封隔器应用内外发展现状 |
| 1.3.2 智能封堵维修技术 |
| 1.3.3 锚定装置国内外发展现状 |
| 1.3.4 胶筒密封相关技术国内外研究现状 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第2章 深水管道内封堵器结构设计 |
| 2.1 设计要求及作业环境 |
| 2.2 深水管道内封堵器改进设计 |
| 2.2.1 密封与锚定装置设计方案 |
| 2.2.2 自锁与解锁装置 |
| 2.2.3 导向装置设计 |
| 2.2.4 污垢清理设计 |
| 2.2.5 快速转接装置设计 |
| 2.3 工作流程 |
| 2.4 深水管道内封堵器模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 封堵器密封胶筒力学及锚定力学性能研究 |
| 3.1 深水管道内封堵器密封胶筒工作过程 |
| 3.2 密封胶筒力学性能研究 |
| 3.2.1 胶筒自由变形阶段的力学建模分析 |
| 3.2.2 胶筒接触变形阶段的力学建模分析 |
| 3.2.3 五种硬度胶筒整体变形力学分析 |
| 3.3 锚定块力学性能及锚定失效分析 |
| 3.3.1 锚定块嵌入管道内壁深度与力学分析 |
| 3.4 锚定块的受力与嵌入深度研究分析 |
| 3.4.1 初锚定时锚定块的嵌入深度 |
| 3.5 锚定块受轴向载荷时锚定深度与锚定失效研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 五种硬度胶筒的力学性能仿真研究 |
| 4.1 五种硬度橡胶拉伸试样 |
| 4.1.1 哑铃型橡胶式样标准 |
| 4.1.2 哑铃型橡胶式样制取 |
| 4.2 单轴拉伸试验数据处理 |
| 4.2.1 单轴拉伸试验 |
| 4.2.2 单轴拉伸试验数据分析处理 |
| 4.3 五种硬度胶筒的力学仿真分析 |
| 4.3.1 五种硬度胶筒自由变形阶段的仿真研究 |
| 4.3.2 五种硬度胶筒整体变形仿真研究 |
| 4.3.3 五种硬度胶筒接触应力仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 五种硬度胶筒密封性能及锚定块力学实验研究 |
| 5.1 五种硬度胶筒密封力学性能实验研究 |
| 5.1.1 五种硬度胶筒密封力学性能实验目的 |
| 5.1.2 实验装置 |
| 5.1.3 五种硬度胶筒自由变形阶段受力实验 |
| 5.1.4 五种硬度胶筒整体变形实验研究 |
| 5.1.5 五种硬度胶打压密封研究 |
| 5.2 锚定块锚定性能实验测试 |
| 5.2.1 实验目的 |
| 5.2.2 实验装置 |
| 5.2.3 初锚定性能测试实验 |
| 5.2.4 锚定块受轴向载荷时锚定性能实验研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）水下管汇结构可靠性分析及可靠性评估软件开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 课题研究的目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 防沉板基础极限承载力研究现状 |
| 1.3.2 可靠性分析方法研究现状 |
| 1.3.3 水下管汇可靠性研究现状 |
| 1.3.4 可靠性评估软件研究现状 |
| 1.4 课题来源及本文主要内容 |
| 第2章 水下管汇通用构型和可靠性评估方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水下管汇结构研究 |
| 2.2.1 防沉板基础分析 |
| 2.2.2 水下管汇通用构型分析 |
| 2.2.3 水下控制模块通用构型分析 |
| 2.3 可靠性评估方法研究 |
| 2.3.1 可靠性评估方法的选择 |
| 2.3.2 FMECA分析方法 |
| 2.3.3 FTA分析方法 |
| 2.3.4 模糊数学理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 水下管汇基础稳定性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 防沉板极限承载力的规范计算方法 |
| 3.2.1 不排水承载能力—抗剪强度不随深度增加时 |
| 3.2.2 不排水承载能力—抗剪强度随深度线性增加时 |
| 3.2.3 排水承载能力 |
| 3.3 参数的选取及极限承载力计算 |
| 3.3.1 有效面积 |
| 3.3.2 修正系数Kc |
| 3.3.3 极限承载力计算 |
| 3.4 基于ABAQUS的防沉板极限承载力研究 |
| 3.4.1 建立防沉板-土体有限元模型 |
| 3.4.2 采用位移控制法求极限承载力 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于FMECA和 FTA的水下管汇结构可靠性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水下管汇结构FMECA分析 |
| 4.2.1 系统定义 |
| 4.2.2 失效模式分析 |
| 4.2.3 CA评判准则 |
| 4.2.4 水下管汇结构FMECA表 |
| 4.2.5 水下管汇结构CA分析 |
| 4.3 水下管汇结构模糊FTA分析 |
| 4.3.1 水下管汇结构故障树模型 |
| 4.3.2 系统定性分析 |
| 4.3.3 系统定量分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于FMECA和 FTA的水下控制模块结构可靠性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 水下控制模块结构FMECA分析 |
| 5.2.1 系统定义 |
| 5.2.2 失效模式分析 |
| 5.2.3 水下控制模块结构FMECA表 |
| 5.2.4 水下控制模块CA分析 |
| 5.3 水下控制模块结构模糊FTA分析 |
| 5.3.1 水下控制模块结构系统故障树模型 |
| 5.3.2 系统定性分析 |
| 5.3.3 系统定量分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 水下管汇结构可靠性评估软件开发 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 开发环境和开发工具选择 |
| 6.3 软件需求分析 |
| 6.4 软件操作流程和功能模块划分 |
| 6.5 软件功能模块流程及实现 |
| 6.5.1 故障树模型生成模块 |
| 6.5.2 可靠性指标计算模块 |
| 6.5.3 软件界面设计 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 附录 A 水下管汇结构系统FMECA表 |
| 附录 B 水下控制模块结构系统FMECA表 |
四、水下开孔器液压控制系统的分析改进（论文参考文献）
- [1]渤海水下油气生产控制系统适应性分析[J]. 俞华,孙恪成,邓欣,于超,岳元龙. 机电工程技术, 2021(05)
- [2]深海液压机械臂的设计与分析[D]. 王千年. 中国科学技术大学, 2021(08)
- [3]ROV在海洋油气田开发中的应用及展望[J]. 黄明泉,徐景平,施林炜. 海洋地质前沿, 2021(02)
- [4]挤压造粒机组进刀系统的改进[D]. 童飞. 兰州交通大学, 2020(02)
- [5]高可达空间重载机械臂结构及液压系统的设计与节能优化研究[D]. 王胜. 华东交通大学, 2020(01)
- [6]4000米Argo剖面浮标液压系统设计与节能优化研究[D]. 郭凤祥. 山东大学, 2020(11)
- [7]水下导向攻泥器钻进液压系统设计与动力学建模[D]. 王俊杰. 大连海事大学, 2020(01)
- [8]大功率拨叉式水下阀门液压执行机构的建模与分析[D]. 肖占林. 宁夏大学, 2020(03)
- [9]深水管道内封堵器密封及锚定性能研究[D]. 赵成强. 哈尔滨工程大学, 2020
- [10]水下管汇结构可靠性分析及可靠性评估软件开发[D]. 张宁. 哈尔滨工程大学, 2020(05)