基于虚拟仪器技术的海上实时自动调平系统设计

考虑浮式平台及船舶在波浪作用下的摇摆，设计一种适合于海上摇摆环境下使用的液压自动调平平台。基于虚拟仪器技术与液压技术的有机结合，系统的硬件组成及控制的复杂程度得到简化，通过液压缸腿的逆摇摆运动实现实时地自动调平，为海上生活及作业提供无摇摆的“陆地”环境。     

基于PLC技术的船舶摇摆平台模型程序设计

针对某船舶摇摆平台所实现的功能要求,对平台摇摆模型进行可编程逻辑控制器(Programmable Logical Controller,PLC)程序设计。对平台摇摆控制原理及系统进行分析,基于实际海况推导船舶横摇数学模型,运用PLC模块化编程思想设计平台摇摆模型程序。试验结果表明,改进设计后的平台仿真效果明显,能实现实际海况下的船舶摇摆仿真运动。     

畸变信号下船舶电能计量装置全自动校验系统设计

针对船舶电能计量装置的校验系统在畸形信号下无法自动完成校验的问题,提出畸变信号下船舶电能计量装置全自动校验系统设计。建立船舶电能计量装置在畸形信号下的计量模型,根据模型进行系统硬件的设计,引入畸形信号的自动校验算法并展开计算,完成对提出系统的全部设计。最后,通过仿真实验对设计系统进行客观性仿真测试,证明设计系统能够满足畸形信号下船舶电能计量装置自动校验的要求。     

深水勘察船提取设备波浪补偿系统研究

为减小深水勘察船在勘察作业时受风浪的摇摆和升沉运动对基盘提取设备的影响,根据对3000m深水勘察船工况和结构参数要求的分析、计算,研制了深水勘察船基盘提取设备波浪补偿系统。应用Simulink动态系统的建模仿真功能对该补偿系统进行建模与仿真分析,得出波浪补偿系统位移响应仿真曲线,由仿真曲线可知系统运动范围明显减小,基本能实现基盘的补偿控制,从而降低了船舶的升沉运动对基盘的影响。     

港内系泊船的摇摆及其减摇方法

1.序言港口是为船舶提供安全停泊和装卸的地方。为了提高装卸效率和减少作业事故,要很好解决船舶摇摆问题。表1给出了装卸船种和能够进行装卸作业的船体摇摆的界限值。波浪是引起船舶摇摆的根源。为了减少港内系油船摇摆的外力,即进入港内的波浪,日本正在研究建造和延长防波堤的方法,并对气压式防波堤进行开发研究,用这样的防波堤来提高港内船舶的静稳度,确保船舶靠港和装卸的安全。     

遗传神经网络的船舶运动受扰力预测模型

船舶运动受扰力预测,是实现对船舶摇摆控制的关键步骤。为达到有效控制船舶摇摆的目的,基于遗传神经网络,完成船舶运动受扰建模预报和预测方法选择。模拟船舶航行状态,设计仿真对比实验结果表明,基于遗传神经网络的船舶受扰力预测模型,有效提升横向与纵向运动受扰力预测准确性,完成有效控制船舶摇摆的目的。     

船舶吊运机械臂海浪环境下的运动补偿控制与模拟

海洋工程领域的货物转运、吊装过程必须要考虑海浪对吊装过程的影响,主要是指海浪对船舶造成的各类摇摆、侧倾等运动,这些附加运动速度和加速度会降低货物吊运过程的稳定性,产生安全隐患。本文研究利用多自由度平台运动进行海浪影响的补偿,一方面分析船舶吊运过程的船体-机械臂运动特性,另一方面结合PID控制器进行运动补偿系统的设计,并搭建测试平台进行机械臂干扰环境下的鲁棒性测试。     

单片机控制下船舶弱电网自动监控系统

为了缩小船舶弱电网数据的监控误差,提出单片机控制下船舶弱电网自动监控系统设计。在单片机控制下,基于自动监控中间件设计和自动监控服务器设计,完成系统的硬件设计;通过采集船舶弱电网监控数据和船舶弱电网自动监控程序设计,完成系统的软件设计,实现了船舶弱电网自动监控系统设计。仿真实验结果表明,单片机控制下船舶弱电网自动监控系统与基于云计算的监控系统相比,船舶弱电网的自动监控误差缩小了65.2%。     

船舶隔振系统稳定性检验的仿真分析与实现

针对船舶隔振系统稳定性检验的需要,提出采用刚体动力学软件进行仿真分析,并以实例详细说明了仿真模型的建立和系统稳定性分析过程。结果表明,对于船舶摇摆时隔振系统的稳定性,传统的静力学检验方法存在着不足,采用动力学分析方法比较合理。     

舰船的摇摆与控制

对于大排水量的舰船,由于其艏部与艉部的形状差别很大,所以当船舶在波浪区域航行,沿船长方向出现波峰和波谷时,舰船扶正力矩呈非线性变化;船舶在顺水或逆水前进时,其横摇和纵倾是呈周期性的变化,其扶正力臂也呈周期性的变化。从舰船动稳性的角度出发,要特别关注船舶的摇摆参数也就是船舶的摇摆周期和摇摆幅度。因此部分舰船采用了不同的减摇系统。     

减摇水舱性能试验摇摆模拟台阻尼力矩的模拟研究

减摇水舱性能试验摇摆模拟台是根据相似准则建立的一种模拟在波浪作用下船舶横摇运动的试验装置。为使摇摆模拟台能够模拟各种类型船舶的运动，要求模拟台的转动惯量、阻尼力矩和波浪干扰力矩都是可调节的。利用硬件方法模拟阻尼力矩具有许多不确定因素，很难保证模拟的阻尼力矩值与要求的阻尼力矩一致，这给减摇水舱性能预报带来诸多困难。本文提出了一种利用软件模拟船舶横摇阻尼力矩的方法，仿真分析和试验结果表明该方法能够模拟各种船舶的阻尼力矩，满足模拟台阻尼力矩模拟要求。     

船舶在波浪中非线性横摇运动建模及稳定性研究

文章对船舶在波浪中非线性横摇运动模型进行分析,论述船舶在波浪中的横摇运动稳定性。对规则波浪下的船舶横摇运动稳定性进行了分析对比,从数学的角度对模型的可靠性和稳定性进行了仿真,实验数据表明在随机波浪的干扰下,船舶的横摇运动模型具有很强的抗干扰性能,能够胜任复杂的海洋环境,期望通过本文的研究能够提升船舶的工业设计水平。     

三轴船舶电动摇摆模拟试验台研究

针对船舶摇摆模拟试验台系统在科学研究和船载仪器可靠性试验中的应用,设计了一种多功能三轴船舶电动摇摆试验台随动控制系统。首先对摇摆试验台进行控制建模,确定电流、速度、位置三闭环控制方案,然后采用常规PID算法设计三环控制器参数,对位置环用模糊自适应PID控制器进行优化设计。提出以变周期、变幅度和组合曲线给定的摇摆方法模拟风、浪、流干扰,对系统进行仿真研究。仿真试验结果表明,设计的系统具有响应迅速、模拟准确、可靠等特点,能够较好的模拟实际海况中船舶摇摆运动,为搭建实际试验平台奠定了基础。     

船舶在波浪中的机动操舵仿真

依据MMG方程建立船舶在波浪中四自由度操纵运动模型,根据该模型进行船舶在波浪中定常回转运动仿真,通过仿真得到的定常回转直径与经验估算值比较,证明此仿真方法的可靠性.并在此基础上实现船舶单次机动操舵和多次机动操舵运动状态的数值模拟,从而反映出船舶的操纵特性,为船舶的实际机动操舵运动提供参考.     

船舶摇摆试验台仿真系统的动画生成

本文通过图形交换文件(DXF)将Pro／Engineer的3D实体模型读入船舶摇摆试验台仿真系统中，利用OpenGL技术提取实体信息，重绘实体，并对生成三维线框模型进行渲染。最后依据船舶一减摇水舱系统的运动学数学模型实现了动画生成，仿真效果良好。     

船舶储能系统的硬件在环仿真验证方案

为了解决船舶储能系统的数学仿真置信度完全取决于数学模型的建模,仿真运行效率受限于计算机性能等问题,基于RT-LAB实时仿真平台,建立配置了船舶储能系统的船舶直流综合电力系统的实时仿真模型,根据所建船舶储能系统实时仿真模型,完成了船舶储能系统硬件在环仿真方案测试,可为后续的船舶综合电力系统测试提供可靠提供有效平台。     

船舶操舵陆上仿真系统的研制

本文提出了一种新颖的旨在缩短船舶自动舵产品研制周期并降低海试成本的船舶操舵陆上仿真系统,并介绍了其硬件组成、各模块功能以及系统软件的设计.船舶操舵陆上仿真系统具有可扩充的船舶模型数据库,通过半物理和全数字两种仿真形式,既可用于检验实际自动舵产品的操舵性能,亦可对自动舵控制算法进行计算机仿真测试.实际使用表明,该系统运行可靠、结果可信.     

波浪中船舶操纵性数值预报及自航模验证

基于统一理论,考虑横荡、纵荡、艏摇平面三自由度操纵和横摇耦合,建立四自由度模型,按照MMG模型将船体上的力分为船体力、螺旋桨力和舵力,采用耦合模型叠加波浪力的方式来预报船舶在波浪中的操纵性。波浪力采用三维面元法计算,并根据船舶实时速度和遭遇浪向进行二维插值。通过对比仿真数据与自航模试验数据,验证了模型的准确性。预报了在不同波浪工况下的船舶操纵性,验证了二阶力是船舶回转漂移的主要原因。比较了不同波高对船舶在波浪中操纵性的差异,研究结果表明:波高越大,船舶回转的纵向和横向漂移越明显,并且Z形试验中的第1超越角和达到时间越长。     

舵速对船舶波浪中回转及横摇的影响

基于经典MMG模型和统一理论建立操纵性和横摇四自由度耦合模型,利用耦合模型叠加波浪力的方式来预报船舶波浪中的回转和横摇特性。波浪力采用三维面元法计算,并根据船舶实时速度和遭遇浪向进行二维插值。通过自航模试验进行模型验证,预报了不同操舵速度对船舶回转和横摇的影响。研究表明耦合模型能够有效地仿真船舶的回转及横摇,回转过程中操舵速度越大船舶改变航向和航迹的能力越强,纵距越小,但会给船舶造成较大的横摇。     

基于Ansys静力学仿真的起重机减摇臂结构设计

船舶起重机在货物吊装过程中受到船舶运动、风载等因素的影响可能会发生摆动,影响作业效率和安全性,起重机减摇臂结构的主要功能是提高起重机主体的强度,降低起重机吊臂的摇摆。本文的研究方向是对船舶起重机的静力学特性进行分析,使用仿真平台Ansys建立了起重机减摇臂的有限元模型,设定载荷和边界条件后,完成了某型号起重机减摇臂的静力学仿真,有助于进一步减摇臂设计优化。