设计开发了一种新型的滑翔机浮力调节系统,并对该系统进行了大量的内外场测试。文中结合浮力原理设计了一种轴向柱塞浮力泵,并通过Workbench对关键零部件进行强度仿真及优化,最终完成了浮力调节系统的设计开发。然后对该系统进行了大量内场测试,以及在南海进行多次外场试验。试验结果表明,该浮力调节系统完全能够满足远游滑翔机下潜600m所需的浮力变化要求,并为水下滑翔机的优化设计提供了可靠的依据。

全海深水下滑翔机是一种依靠浮力驱动的万米级深海滑翔机,其浮力调节系统在工作过程中将受到最大超过110 MPa的海水压力。本文针对传统基于单级柱塞泵结构的浮力调节系统在全海深工况难以正常运行的问题,提出一种基于二级串联柱塞泵结构的浮力调节系统设计方案,并对其泵油效率特性进行分析。通过搭建AMESim仿真平台和模拟压力试验平台对系统特性进行研究。实验结果表明:基于二级串联柱塞泵结构的浮力调节系统可以在全海深工况下正常运行,120 MPa压力下泵油效率达56%,其驱动模块体积小、重量轻,满足使用要求。

为了满足AUG低能耗、长续航和高控制精度的要求,其浮力调节系统一般由柱塞泵驱动。针对该设计需求设计一款采用联合配流方式的新型微型轴向柱塞泵,其排量0.03 mL/r,额定工作压力25 MPa。利用AMESim软件建立仿真模型。仿真结果表明:所设计的AUG浮力调节系统用微型轴向柱塞泵在额定工作条件下容积效率可达到96%,且质量仅为100.2 g,具有较好的工程应用前景。

AUV在水下作业时浮力会受到海水温度、深度等的影响而发生变化,为了解决浮力变化引起的航行性能问题研制了浮力调节装置,它对于大航程、大潜深AUV的发展具有重要的意义。针对以上问题,设计了一套活塞缸式浮力调节装置,它利用液压系统驱动液压缸吸排海水改变浮力从而实现浮力调节的目的,浮力调节的大小是通过直线位移传感器测量油液的改变量间接计算得到的；接着利用AMESim进行液压系统仿真,重点分析了液压缸的动态特性,为实际系统的试验提供了理论的指导意义；最后为了验证液压库建模和HCD库建模的等效性,采用HCD库建模进行比较分析。

海水液压技术由于其与海洋环境相容、具有海深压力自动补偿功能、运行成本低、工作介质易处理、难燃、系统组成简单、清洁等优点，已在国内外的深海装备中得到了成功应用。介绍海水液压技术的优点及国内外研究简况。分析液压元件与系统采用海水直接作为工作介质所面临的关键技术问题，同时分析深海环境对元件的性能产生影响，包括海深压力和温度对介质特性的影响、海水介质的颗粒污染、海深压力对摩擦副的影响等；从新原理、新材料、新结构、新工艺等方面分析相应的解决措施。介绍几个海水液压技术在深海装备中应用的实例：①潜水器浮力微调采用海水液压浮力调节系统，替代油压和气压浮力调节系统，具有结构简单，性能可靠等优点，是目前大深度潜器普遍采用的形式；②海水液压驱动水下作业机械手，是今后水下作业机械手驱

海水液压泵是海水液压浮力调节系统的核心。在分析海水泵噪声机理的基础上，研究了壳体材料、配流阀等方面对海水泵振动噪声的影响。经测试，海水泵在额定工况条件下的噪声小于64dB(A)，振动小于135dB。

浮力调节系统是潜水器的重要组成部分，用于补偿潜水器在上下过程中产生的剩余浮力，确保潜水器在某一深度具有相对稳定的作业姿态。该文介绍了潜水器浮力调节系统的发展现状及其工作原理和实现方式，完成了一种海水液压浮力调节系统的设计及核心部件的研制，并对该系统进行了模拟试验研究。

海水液压电磁阀组是深潜器浮力调节系统中的关键元器件，控制海水注入／排除动作的切换。该阀组由四个双向电磁插装阀集合而成，当阀长时间处于开启状态，电磁铁温度升高、推力下降。该文研究分析了导致海水液压电磁阀热态失效的若干因素，包括电磁铁温升对推力的影响、海水电磁阀开启过程中的自感效应及瞬态液动力等。针对这些因素提出了可变电压驱动，选择合理的工作制和动作周期，增大电磁铁线圈散热面积．改善流道降低瞬态液动力影响等优化措施。

海水液压技术由于其与海洋环境相容,具有海深压力自动补偿功能、运行成本低、工作介质易处理、难燃、系统组成简单、清洁等优点,已在国内外的深海装备中得到了成功应用.采用海水液压浮力调节系统替代油压和气压浮力调节系统,具有结构简单、性能可靠等优点,是目前大深度潜水器采用的主要形式.介绍了海水液压浮力调节的国内外简况,分析了深海环境对元件性能产生的影响,包括海深压力和温度对介质特性的影响,海水介质的颗粒污染、海深压力对摩擦副的影响等;从新结构、新材料、新工艺等方面提出了相应的解决措施.最后,重点介绍了我国在海水液压浮力调节技术研究方面的进展.

海水液压是目前最具竞争力的可调压载系统实现方式之一，因其诸多优点，可调压载系统（WHVBS）被公认为是大深度载人潜水器浮力调节的理想方式。为提高现有WHVBS在较高采样频率下的流量控制精度，提出一种基于电磁阀特性补偿（SVC）的广义模型预测控制方法（GPC），并进行仿真验证。结果表明，较GPC所提出的GPCSVC方法能实现较高频率下的小流量精确跟踪，并能避免流量控制元件非线性带来的辨识参数振荡问题。