面向海底作业工况,设计针对海底重载无人车行走机构的变频调速液压系统,并建立其AMESim数值模型。通过仿真对PID(Proportion-Integration Differentiation)控制器的参数进行整定,并对其切换动态过程进行分析。结果表明,设计的变频调速液压系统具有良好的动态响应特性,该研究可为海底重载无人车行走机构液压系统的优化设计和控制策略研究提供理论依据。

针对深海多金属结核扬矿泵管系统海上试验时可能存在的紧急排料需求,开展了海上试验系统紧急排料机构液压系统理论计算,并在AMEsim中进行了仿真试验,结果表明,AMEsim仿真软件对于该系统的可信度系数为0.86。基于AMEsim构建了500 m海上试验执行机构液压系统模型,仿真分析结果表明,液压系统中油管管径为16 mm,设定压力应不低于10.47 MPa,执行机构动作时间为6 s。研究结果可为紧急排料机构的设计提供依据。

为研究5000 m扬矿管在海洋波流联合作用下几何非线性稳态响应,建立扬矿系统物理模型和三维数学模型,将扬矿管简化为三维梁单元,运用有限元法求解,利用MATLAB编程计算得出扬矿管稳态响应变化规律。研究结果表明:在六级风况下,扬矿管纵向净伸长量由上到下逐渐增大,矿仓质量增加,扬矿管总的净伸长量增大;而最大弯矩和弯曲应力变小,最大弯矩和弯曲应力出现在扬矿管的顶端;弯矩和弯曲应力在扬矿管0~200 m急剧减小,200 m后数值很小且保持稳定。

针对扬矿电泵高扬程、粗颗粒过流及轴向流等问题,以深海采矿多级输送电泵整体设计为研究对象,通过对比国内外优秀的深海采矿泵模型,提出高扬程粗颗粒多级输送电泵的设计方法,并进行四级扬矿电泵设计。分析并计算多级输送电泵所受的外载荷、轴向力和螺栓承受的拉力,利用有限元分析软件对泵体的强度和刚度进行计算,最后对两级扬矿电泵的工作特性进行实验研究。研究结果表明：当设计流量为432 m3/h时,两级电泵的扬程为82 m;当结核浆体体积分数为0~10%时,泵的功率-流量曲线变化平缓,泵的颗粒过流能力强,泵的各部件均满足强度和刚度的要求,验证了多级输送电泵设计方法的有效性。

文中提出了应用于水力提升式深海采矿系统中一种新型电液伺服补偿模拟系统给出其软、硬件结构以及模糊-PID控制在其中的应用通过仿真和实验验证该控制算法的有效性.

用零波面、浮力等理论提出新型参照物组件的电液自动控制结构解决深海采矿起伏补偿电液控制信号采集的关键难题。为沉海采矿作业升沉自动补偿技术提供一种有效可靠手段.

提出了一种采用蓄能器适用于深海采矿扬矿管升沉补偿的重载被动型升沉补偿系统，并进行了参数设计和仿真。系统具有负载大、功率消耗小的优点，仿真结果表明它能显著减小扬矿管升沉的加速度和位移。

该文联合虚拟样机技术和控制系统仿真技术对深海采矿升沉补偿系统进行了设计研究，建立了基于液压动力源的升沉补偿系统采矿船多刚体机械动力学模型，并针对该模型设计了模糊自整定PID控制器。联合仿真研究结果表明，模糊自整定PID控制策略能很好地对升沉补偿装置进行有效的位移补偿控制，补偿率可达到40％～45％，从而提高了深海采矿系统的稳定性。

根据采矿船在海浪中的运动情况，确定了深海采矿系统多维运动补偿器要满足的运动学要求。提出了基于6-SPS结构Stewart平台的采矿系统多维运动补偿器的设计方案，确定了平台的结构尺寸。运用matlab绘制出了补偿器的工作空间图形，证明设计的尺寸满足运动学要求。

回顾了纯水液压技术的发展历史，概述了纯水液压技术的特点及国内外研究状况，着重介绍了纯水液压技术在消防，矿山开发和深海采矿中的应用。