水下航行器驱动系统

多场耦合动力学模型

提出机电-行星齿轮-螺旋桨多物理场耦合模型，揭示电磁-机械-流场耦合振动机制，为水下航行器动态设计提供理论依据。

Zeming, Lian · Xiao, Zhengming · Zhang, Qiang · Tianyang, Zhou · Zhengji, Jiang · Chengjunyi, Li

Applied Mathematical Modelling 2026

参数信息

推进系数

1.2

技术优势

电流信号能监测状态

螺旋桨叶频、行星齿轮啮合频率与定子电流基频的调制效应在频谱中表现为边频分量，因此可从电流信号中提取故障特征。

模型经过实验验证

动力学模型的准确性通过实验验证，可用于水下航行器驱动系统的振动预测与参数优化。

揭示耦合振动机制

该研究揭示了驱动系统在电磁-机械-流场耦合作用下的振动机制，为动态设计提供理论依据。

应用场景

• 水下机器人：用电流信号实时监测驱动系统状态，替代传统振动传感器。
• 机电系统动力学：提供多物理场耦合建模方法，用于水下机电系统振动分析。
• 驱动系统状态监测：从电流频谱边频分量提取故障特征，无需额外传感器。
• 水下航行器设计：揭示耦合振动机制，为驱动系统动态设计提供理论依据。