2、水下滑翔机器人的发展与控制：类型、特点与应用

水下滑翔机器人的发展与控制：类型、特点与应用

1. 早期水下滑翔机的发展

在21世纪初，水下滑翔机的研发迈出了重要的步伐。2000年，美国普林斯顿大学开发了一款小型实验室级别的滑翔机。它采用扁平形状设计，翼展较大，长度约18厘米，单翼展2厘米，通过吸排水实现浮力驱动。基于此模型，研究人员开展了更详细的滑翔运动建模和滑翔角控制研究。

日本九州大学设计了一款外形类似飞机的水下滑翔机，长度约1.2米。它利用吸排水和可移动滑块机构实现浮力驱动和重心改变，但浮力驱动存在漏水问题，只能在水下3米深度滑翔。

2008年，日本大阪府立大学推出了长度约0.83米的水下滑翔机ALEX。该滑翔机拥有可独立控制的主翼，用于海洋调查和全球海洋环境监测。通过计算流体动力学（CFD）技术和实验表明，可控翼型的性能优于固定翼型。

中国科学院沈阳自动化研究所自20世纪初开始对水下滑翔机进行大量研究。最初针对浅水滑翔机，采用吸排水机制调节净浮力。从2013年起，致力于深海滑翔机研究，典型代表有“海翼1000”和“海翼7000”。“海翼7000”采用创新的复合碳纤维材料，从能量角度对机械、硬件和软件进行优化。其最大下潜速度达0.6米/秒，在上浮滑翔过程中，只要速度深度绝对值小于0.3米/秒，滑翔机就会排油以保持稳定速度，有效降低系统功率。2017年2月，“海翼7000”在马里亚纳海沟成功完成6329米深度的下潜任务，创造了世界纪录。

2. 混合动力驱动水下滑翔机器人（HUG）

借助自主水下航行器（AUV）上的螺旋桨，混合动力驱动水下滑翔机（HUG）兼具高速和强续航能力。以下是一些典型HUG的详细信息：
| 年份 | 滑翔机 | 机械特性 | 电