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申请/专利权人：天津大学

摘要：本发明公开了一种基于波浪能发电装置的无人水面航行器及控制方法，属于无人航行器技术领域。其结构包括无人水面航行器舱体，无人水面航行器舱体内部中央处设置有供电系统，供电系统的一侧设置有无人水面航行器控制单元，无人水面航行器舱体的顶部设置有通讯模块，无人水面航行器舱体外表的一侧分别设置有推进器和舵机。其方法为建立无人水面航行器的动力学模型并利用发电管理单元及相应算法以控制直线发电机交轴电流满足预期要求。本发明外形简洁，无复杂附体结构，提高了无人水面航行器的海上适用性、可靠性和稳定性。减小了无人水面航行器的航行阻力和对俘能运动的控制难度，避免了多级能量转换造成的能量损失。同时能够实现高效波浪能捕获。

主权项：1.一种基于波浪能发电装置的无人水面航行器的控制方法，其特征在于：该控制方法采用了基于波浪能发电装置的无人水面航行器，包括无人水面航行器舱体，所述无人水面航行器舱体内部中央处设置有供电系统，所述供电系统的一侧设置有无人水面航行器控制单元，所述无人水面航行器舱体的顶部设置有通讯模块，所述无人水面航行器舱体外表面的一侧分别设置有推进器和舵机；所述供电系统包括直线发电机定子永磁体，所述直线发电机定子永磁体外表面包覆有直线发电机动子线圈，所述直线发电机动子线圈外表面套设有蓄电池组，所述蓄电池组与发电管理单元电性连接；所述直线发电机动子线圈的底部与辅助弹簧的一端固定连接，所述辅助弹簧的另一端与所述无人水面航行器舱体内表面的底部固定连接；所述无人水面航行器舱体为中空柱体结构，且横截面呈流线形；所述直线发电机动子线圈和所述蓄电池组均为空心圆柱体结构；所述通讯模块包括卫星通讯模块、无线通讯模块和频闪灯，所述卫星通讯模块和所述无线通讯模块位于所述无人水面航行器舱体顶部的一侧，所述频闪灯位于所述无人水面航行器舱体顶部的另一侧；该控制方法包括以下步骤：S1、对无人水面航行器在波浪中的受力分析，建立无人水面航行器的动力学模型；S2、利用发电管理单元控制交轴电流方向及大小，控制波浪力与俘能运动速度成比例的阻尼力、与俘能运动位移成比例的弹簧力以及与俘能运动加速度成比例的惯性力三者的合成力；S3、根据俘能运动与波浪速度共振条件，得到反电磁力等效刚度及阻尼大小；通过航行器搭载的传感器得到当前位置及速度信息，结合所需的直线发电机交轴电流大小，利用发电管理单元及相应算法以控制直线发电机交轴电流满足预期要求。

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权利要求：

百度查询： 天津大学 一种基于波浪能发电装置的无人水面航行器及控制方法