本项目以大洋多金属锰结核的开采为背景,以重载扬矿管的升沉补偿为主要研究对象。提出了以潜浮体为参考坐标,利用超声波和相关分析检测采矿船升沉信号的方法,研究了潜浮体的定深度控制,并进行了模拟试验验证;提出了轻载主动型、中载主动型和重载半主动型三种升沉补偿系统的设计方案和速度型、位移型两种升沉补偿策略;速度型重载半主动型升沉补偿系统负载大、功率消耗小,适用于扬矿管的升沉补偿,因此对它进行了详细的参数设计;建立了三种升沉补偿系统的模拟试验台、动静态特性数学模型和升沉补偿过程的仿真模型;采用模糊控制和神经网络控制等控制策略,设计了具有较强自适应能力和鲁棒性的多功能复合智能升沉补偿控制器;开发了模拟试验台的控制软件。仿真和模拟试验结果的对比表明提出的三种升沉补偿系统的设计方案是可行的,设计的多功能智能复合控制器是有效的,开发的控制软件是可靠的。本项目解决了重载扬矿管升沉补偿的关键技术难题,建立了深海采矿升沉补偿技术的理论和工程实现方法,为我国21世纪开发海洋矿产资源的重大战略服务。
英文主题词deep-ocean mining;have compensation; heavy-load semi-active heave compensation system; submersible device;heave compensation controller