深海采矿技术研究

1、深海采矿系统数字孪生技术

研究内容：

1）深海采矿作业环境实时感知及高精度预报算法；

2）深海采矿复杂环境高精度三维动态场景重构；

3）深海采矿系统多浮体耦合水动力学特性；

4）深海采矿多系统的虚实联动技术。

主要成果与指标：

1）多浮体耦合水动力学解算模型解算精度不低于80%，频率不低于30Hz；

2）深海采矿环境预报算法预报精度不低于85%；

3）基于动力学的全周期数字孪生系统。

2、深海采矿系统模型验证技术研究

研究内容：

1）数模-仿真系统一致性验证；

2）全系统动态匹配性验证；

3）仿真模型置信度定量评价。

主要成果与指标：

1）建立全系统性能参数指标集，覆盖年开采量、电力动态平衡、能耗-补给周期协同优化、采矿船缓存效率、深海环境扰动适应性等关键参数，并通过专家评审；

2）构建支持极端工况下可靠性分配、冗余优化设计、智能维修决策的模型，实现系统平均无故障时间提升10%，全生命周期运维成本降低，并通过海试验证。

3、时滞条件下协同作业控制智能决策技术

研究内容：

1）基于扩张状态观测器增强的模型预测控制算法；

2）边界保护算法与安全期望航迹生成技术；

4）集成航迹规划、控制优化与响应预测，构建多目标协同决策模型。

主要成果与指标：

1）期望航迹与实际对比精度不低于85%；

2）协同作业智能决策算法生成决策时间不大于1秒；

3）深海采矿作业智能运维管控系统。