圆碟形水下滑翔机结构质量大小对其性能影响较大。为提高圆碟形水下滑翔机结构分析效率,在圆碟形水下滑翔机耐压壳结构分析的基础上,对圆碟形耐压壳结构进行参数化设计及优化研究。运用ANSYS参数化设计语言APDL对圆碟形耐压壳进行参数化建模与分析,采用零阶与一阶相结合的优化方法,对圆碟形水下滑翔机耐压壳结构进行轻量化设计。结果表明,参数化分析方法有效地提高了分析效率,优化后所得最优解与初始值相比,质量减轻了29.4%,圆碟形水下耐压壳轻量化效果明显。

针对目前民用水下智能装备稀缺且价格昂贵的现状,提出并设计一种气控式水下滑翔机,该设备以自带的压缩空气作为动力源,结构简单,成本低廉。对滑翔机的结构进行介绍,并设计整体气动系统,使用AMESim软件对气动系统进行仿真分析,得到的结论验证了该气动系统具有良好的稳定性。

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。

深度模拟装置是水下滑翔机半实物仿真的重要组成部分。针对水下滑翔机深度模拟的需求，设计了一种采用电液压力伺服控制系统的深度模拟装置，以此为研究对象，建立数学模型并基于PID控制策略完成仿真分析，仿真结果表明，设计的系统在理论上能够满足模拟装置的要求。以此为基础搭建试验平台，并进行实验研究，实验结果表明，深度模拟装置可以实现准确的压力控制，从而在实验室条件下为水下滑翔机提供精确的深度变化环境，同时也验证了所构建数学模型及控制器设计的正确性。