水下湿插拔连接器自主对接方法及系统与流程

本发明涉及水下连接器，更具体地说，涉及一种水下湿插拔连接器自主对接方法及系统。

背景技术：

1、当前水下湿插拔连接器自主对接技术存在三大核心问题。一是缺乏一体化自动化技术体系，过程仿真构建、对接策略生成与多目标联合优化环节相互割裂，无法自动完成全流程任务，需人工分步干预。二是策略设计过度依赖人工经验，工程师需反复调试参数、迭代方案，导致设计周期长、效率低，且策略质量受个人经验水平影响大，难以形成标准化、可复用的设计能力。三是存在严重的 “虚实鸿沟” 问题，现有仿真无法精准复现复杂水下环境与工程实际工况，大量仿真收敛的策略在现场应用中失效，且缺乏对这类无效结果的自动识别机制，造成研发资源浪费，增加工程应用风险。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种水下湿插拔连接器自主对接方法及系统，通过构建参数化数字对象与多场景仿真体系，结合大模型多智能体协同实现全流程自动化对接策略生成与优化，解决现有技术中环节割裂、依赖人工经验、虚实不匹配的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种水下湿插拔连接器自主对接方法包括如下步骤：

3、步骤一，获取目标水下湿插拔连接器的结构模型、材料参数、环境参数、执行约束和目标指标；

4、步骤二，基于步骤一的结构模型构建连接器参数化数字对象，参数化数字对象至少包括接插结构参数、导向结构参数、密封结构参数和锁紧结构参数中的一种或多种；

5、步骤三，构建面向连接器自主对接过程的仿真场景，仿真场景至少包括接近场景、对准场景、插入场景、密封穿透场景、异常回退重试场景和锁紧场景中的一种或多种；

6、步骤四，设置大模型多智能体协同模块，对自主对接任务进行任务分解，并分别执行结构理解、物理建模、仿真执行、结果批评、策略生成和参数优化；

7、步骤五，执行自主对接过程仿真，获得对应的虚拟状态量序列；

8、步骤六，基于虚拟状态量序列生成候选对接策略；

9、步骤七，对候选对接策略进行批评校核，并判断其是否满足预设约束和目标指标，当候选对接策略不满足预设约束和 / 或目标指标时，对动作参数、结构参数和工况参数中的一种或多种进行优化，并执行重仿真与迭代，当候选对接策略满足预设约束和 / 或目标指标时，输出满足目标要求的最优对接策略、优化参数和适用工况，基于输出的最优对接策略、优化参数和适用工况完成水下湿插拔连接器自主对接。

10、本发明另一方面提供了水下湿插拔连接器自主对接系统，搭载上述水下湿插拔连接器自主对接方法，包括：

11、任务输入模块，用于执行步骤一来接收与自主对接任务相关的输入信息；

12、参数化建模模块，用于执行步骤二将输入的连接器模型转化为可供仿真与优化调用的参数化数字对象；

13、场景构造模块，用于执行步骤三来根据自主对接任务定义构造不同对接过程仿真场景；

14、大模型多智能体协同模块，用于执行步骤四来组织多个功能智能体对任务进行分解、推理、建模、批评和优化；

15、仿真执行模块，用于执行步骤五根据参数化数字对象和场景构造结果执行自主对接过程仿真；

16、批评校核模块，用于执行步骤六来对仿真结果和候选策略进行工程合理性和物理合理性判断；

17、策略生成模块，用于执行步骤七来根据任务目标、场景信息及仿真结果生成候选对接策略和最优对接策略；

18、参数优化模块，用于执行步骤七来根据预设目标函数对动作参数、结构参数和工况参数中的一种或多种进行优化；

19、知识库模块，用于执行步骤七来存储成功策略、失败案例、参数区间、适用场景和迁移规则；

20、输出结果模块，用于执行步骤七来输出最优对接策略、优化参数和适用工况。

21、作为系统的进一步改进，大模型多智能体协同模块包括：

22、协同管理器智能体，用于根据当前任务上下文动态分配任务顺序和调用关系；

23、任务规划智能体，用于将输入的自主对接任务拆分为若干子任务；

24、结构理解智能体，用于对连接器的几何结构和装配关系进行语义解析；

25、物理建模智能体，用于根据结构解析结果构建与自主对接过程相适应的物理模型；

26、仿真执行智能体，用于根据物理建模智能体生成的仿真任务描述，调用仿真执行模块执行求解，并回传仿真结果；

27、结果批评智能体，用于对仿真结果进行批评和校核；

28、参数优化智能体，用于根据结果批评智能体给出的批评结果和目标指标，对相关参数进行优化；

29、知识沉淀智能体，用于将成功策略、失败案例、对应参数区间和迁移规则写入知识库模块。

30、作为系统的进一步改进，参数化建模模块转化将输入的连接器模型转化为可供仿真与优化调用的参数化数字对象具体为：

31、接插参数集，包括插针直径、插孔直径和对接行程，用于决定插合过程中的接触关系和插拔阻力特征；

32、导向参数集，包括径向对准偏差、角度对准偏差和旋转对准偏差，用于决定接近和对准阶段的捕获能力与对准容差；

33、密封参数集，包括密封阻力、密封件厚度和插拔速度，用于决定密封穿透阶段的阻力、变形和可恢复性；

34、锁紧参数集，包括锁定行程、对接力和断开力，用于决定锁紧动作的触发条件和锁定可靠性。

35、作为系统的进一步改进，场景构造模块构建自主对接过程仿真场景包括如下阶段：

36、接近阶段，执行机构末端携带插头端逐步接近插座端，尚未发生接触；

37、对准阶段，通过姿态修正动作对插头端和插座端进行空间对准；

38、插入阶段，插头端开始进入插座端，发生初始接触并形成插入力；

39、密封穿透阶段，插头端穿透密封区域，密封结构发生局部变形；

40、异常回退与重试阶段，当策略执行过程中出现卡滞、插入力过大、锁紧失败或对准失败时，系统执行回退动作，并重新对准后再次尝试。

41、锁紧阶段，连接器完成预设插入深度并触发锁紧动作；

42、有益效果，本发明通过构建全流程一体化的自主对接技术体系，将仿真构建、策略生成与参数优化环节深度融合，实现了从任务输入到最优策略输出的自动化闭环，无需人工分步干预，大幅提升了研发效率。采用大模型多智能体协同机制替代传统人工经验驱动的设计模式，通过多智能体分工协作完成结构解析、物理建模、仿真执行与参数优化，显著缩短了设计周期，消除了个人经验差异对策略质量的影响，形成了标准化、可复用的设计能力。同时，通过多场景全流程仿真与批评校核机制，精准复现复杂水下工况，自动识别并修正无效策略，有效弥合了 “虚实鸿沟”，减少了研发资源浪费，降低了工程应用风险。

43、本发明提供的自主对接系统通过模块化设计实现了各功能单元的解耦与协同，参数化建模模块实现了连接器结构的数字化抽象，大模型多智能体协同模块保障了任务的高效分解与执行，知识库模块实现了经验的沉淀与迁移，进一步提升了系统的通用性和可扩展性。