船用电热水器温度的反前馈解耦控制方法

利用反前馈的解耦方法,以PCT-Ⅲ型过程控制装置为对象,以组态王软件为平台,对船用电热水器温度系统进行了解耦控制模拟,通过模拟计算,得到对角形解耦矩阵,达到解耦的目的,解决了船用电加热炉水温度波动问题.     

一种新型水下平台的水平面运动控制

新型水下平台用于从水面布放设备至海底,或从海底回收至水面指定位置,其主要运动形式为垂向无动力下潜或上浮。为了克服垂向运动过程中来自水平方向洋流的扰动,需要对平台的水平位置和首向进行控制。针对平台水动力系数等模型参数难以计算,水平洋流未知、且水平推进系统布置特殊的特点,设计了不依赖于模型参数且具有全局稳定性的水平面运动控制系统,并应用Lagrange方法对推力分配进行了优化从而减小运动控制的总功耗。最后通过仿真对控制算法进行了验证。     

一种新型水下平台的水平面运动控制

新型水下平台用于从水面布放设备至海底,或从海底回收至水面指定位置,其主要运动形式为垂向无动力下潜或上浮。为了克服垂向运动过程中来自水平方向洋流的扰动,需要对平台的水平位置和首向进行控制。针对平台水动力系数等模型参数难以计算,水平洋流未知、且水平推进系统布置特殊的特点,设计了不依赖于模型参数且具有全局稳定性的水平面运动控制系统,并应用Lagrange方法对推力分配进行了优化从而减小运动控制的总功耗。最后通过仿真对控制算法进行了验证。     

基于浮力调节系统的AUV水底着陆策略研究

[目的]水底着陆是自主式水下机器人(AUV)实现水下长期潜伏、定点观测的一种手段,有利于更好地掌握海洋环境的变化。[方法]介绍基于油囊式浮力调节系统的作业型AUV的基本组成结构及主要功能,提出控制浮力垂直下潜着陆和航行下潜控制浮力垂直着陆这2种水下着陆策略,分析AUV目标点偏离、能耗和离底情况,并开展湖上着陆试验验证。[结果]试验结果表明,依靠该浮力调节系统,AUV能够在水下稳定着陆并安全离底;航行下潜控制浮力垂直着陆策略比控制浮力垂直下潜着陆策略更节省能源,且着陆目标点更为准确。[结论]因此,航行下潜控制浮力垂直着陆策略更符合未来实际应用的需求。     

模糊解耦在UUV回收运动控制中的应用

在回收过程中,UUV (Unmanned Underwater Vehicle) 对水平面运动的控制精度有很高的要求。以BSA-UUV为平台,构建水平面操纵非线性方程,在此模型的基础上,分析了多阶段回收过程中的主要耦合变量和耦合原因。针对水平面运动中航向控制与横向运动之间的强耦合问题,基于模糊理论和解耦理论设计一种解耦补偿器,由模糊补偿器的输入输出隶属度函数,根据模糊补偿规则,经过模糊推理合成运算和清晰化运算,得出解耦补偿量。仿真结果显示加入模糊解耦控制器以后,有效降低了系统的超调量,提高了控制精度,表明模糊解耦控制方法在UUV回收运动控制中有很高的应用价值。     

三维回转运动条件下水下潜器系统导管螺旋桨推力特性研究

采用多重重叠网格技术模拟一对称立式水下潜器在三维回转运动过程中水下潜器系统及其系统中导管螺旋桨的水动力特性,提出一种水下潜器三维回转运动数值计算模型,通过指定叠加运动来控制螺旋桨的旋转来对水下潜器的三维回转运动方式进行操纵.计算结果表明:提出的水下潜器三维回转运动数值计算模型可以预报水下潜器三维回转运动的动力状态;水下...     

50000 t半潜船下潜试验关键技术

针对500 00 t半潜船下潜过程中主甲板刚浸没时,水线面面积突然减小,导致横向初稳性高GM值较小,甚至可能出现负值的问题,结合下潜过程中的压载水的实际配载情况及线型,对下潜过程中GM值影响的关键性因素进行分析,得到下潜过程中初稳性的变化规律,提出相应的改进措施。结果表明,制定严格的下潜程序,控制影响稳性的关键性因素,下潜过程中的稳性满足船级社的衡准要求,能够保证下潜顺利实施。     

船用变风量空调系统解耦技术研究

分析变风量空调系统在船舶领域的发展现状和技术瓶颈,针对变风量空调系统中的多回路耦合问题,开展系统解耦及调控技术研究。解耦设计技术上,建立变风量空调系统多控制回路数学模型,在此基础上采用前馈补偿解耦方法进行解耦设计,经验证明显降低了控制回路间的耦合作用;调控技术上,创新提出多回路串联延时调控方法,经验证在未进行解耦设计的情况下仍能实现稳定调控,有利于工程实际应用。研究成果能够降低变风量空调系统调控难度,对促进变风量空调系统在船舶领域的应用具有积极意义。     

深水试验水池大型升降平台多电机同步控制

深水试验水池是开展深海装备开发必不可少的试验手段,大型升降平台是其中的关键设备.大型高精度、高转速传动系统的多电机同步控制是最为核心的问题之一.同步控制算法的优劣直接影响系统的性能与可靠性.提出深水试验水池大型升降平台多电机同步协调控制系统构成方案,并提出一种新的基于拉力死区误差均衡及中心耦合误差的升降平台多电机同步协调控制策略,实现了拉力控制和位置控制的解耦;同时,提出了多电机控制的升降平台仿真系统,其仿真结果表明:所提出的控制策略同步稳定性能高、收敛速度快,具有很高的应用价值.     

水下潜标布放系统水动力学分析

结合新型水下潜标布放方法,考虑布放过程锚系潜标系统的定位信息以及系统各部分水动力作用和标体布放过程姿态变化规律,借助水动力分析软件OrcaFlex建立了不同海况及不同工况下的水动力简化分析模型,计算系统在布放过程的动态响应,并分析了工作水深、拖曳船速度、流速、流向和线索弯曲刚度等因素对工程定位准确性、系统稳定性的影响。     

基于模糊控制的潜器悬停系统

潜器水下悬停是一个非线性过程,随潜器状态及航行环境的不同而有很大变化。简要论述了潜器水下悬停的概念及对潜器的意义,研究分析了潜器水下悬停运动的数学模型及干扰力数学模型,将模糊控制技术引入潜器水下悬停控制过程中,通过仿真与传统的控制方式比较证明模糊控制具有的控制优势。     

模糊控制在自升式平台发电机冷却水中的应用

在自升式钻井平台或者生活平台上,发电机冷却水散热器控制都采用开环控制,缺点是耗能高,经济性能比较差。为了解决传统控制方案的问题,根据模糊控制原理,设计一种模糊控制器,用于控制自升式平台发电机冷却水散热器的风机转速。介绍模糊控制器的设计过程,包括模糊控制器输入输出接口设计,模糊化设计方法,模糊规则的制定,模糊清晰化方法,离线控制表的制定。并通过自升式平台应用,验证该模糊控制器的运行效果。结果表明该方法非常适用于自升式平台发电机冷却水控制。     

一种水下航行体控制系统分布式半实物仿真平台的构建

针对水下航行体控制系统半实物仿真平台要完成的功能日趋复杂的问题,提出了一种基于dSPACE和xPC的分布式半实物仿真平台,介绍了该平台的系统构架和软硬件实现;介绍了将dSPACE仿真机和xPC实时仿真机集成在同一个实时系统中的方法和要解决的问题,分析了该仿真平台的实时性;给出了1个水下航行体控制系统半实物仿真的应用实例。该平台将dSPACE和xPC集成在同1个分布式实时系统下,分布式的系统结构不仅在功能的实现和扩展方面非常方便,同时也利于实时注入式仿真、快速控制原型的实施。通过半实物仿真试验,该平台已经成功服务于某水下航行体控制系统的研制,证明了本文所提出方案的可行性。     

基于模糊自适应PID的水下某型拖带绞车张力控制方法研究

为保证某型水下绞车设备在进行潜水拖带作业时被拖带设备速度平稳,要求缆绳张力大小适度且稳定,为此,将模糊自适应PID控制器应用于张力控制系统,并采用磁粉制动器作为执行部件,在建立张力控制数学模型的基础上,对控制器的结构和控制规则进行分析。利用MATLAB对系统进行仿真,证明该方法既满足水下绞车对缆绳张力的要求,又具有快速响应、超调小的优点。     

基于CATIA二次开发的水下平台静水力计算

水下平台静力计算包含初稳性计算、潜浮稳性计算、大倾角稳性计算、重量重心统计等，传统潜艇、潜器等水下平台的静力计算具有计算过程繁琐、耗时长、效率低、数据不易更新等问题，导致设计人员大量重复性劳动。本文通过对CATIA软件进行二次开发，在水下平台三维建模基础上，编制静水力和重量重心计算程序，可直接计算、获取静水力要素并实现重量重心的自动统计，达到计算的自动化、程序化和数据的及时更新，提升设计手段，对潜艇、潜器等水下平台设计中控制浮态、稳态具有重要作用，工程应用价值较高。     

饱和潜水系统外围支持管系设计研究

饱和潜水技术是目前世界上潜水技术发展的最高技术,是一个国家综合实力的体现,在水下大深度救援、海洋施工与作业、海洋科学考察以及军事领域的应用越来越广泛,国内部分设计院所及船厂也都先后开始了饱和潜水支持船的设计研究及建造。饱和潜水系统复杂,控制精密,其系统的安全性直接决定了水下工程的成败,决定了潜水员的生命安全。文章以上海振华重工(集团)股份有限公司建造的145m饱和潜水支持船设计为例,首先简要介绍了该船饱和潜水系统的组成及布置,并在此基础上介绍了需要为饱和潜水系统提供支持的各种系统的设计情况,使得饱和潜水系统与母船各系统和谐地融为一体。希望本文的内容能为饱和潜水系统的自主研发提供一些参考。     

ROV在导管架检查中的应用与安全管理

海上石油平台安装后,需要定期对导管架水下检查,以确保人员和生命财产安全。ROV遥控潜水器类似于一种＂带缆的水下机器人＂。在超过空气潜水范围的水深处检查具有明显的安全、效率、成本优势。介绍了ROV的功能和优势,介绍了固定式平台之钢质导管架式平台特点。以某导管架为案例,详细介绍了ROV的操作步骤。并介绍了ROV作业中的风险...     

基于避碰声呐的远程鱼雷水下自主障碍规避算法研究

伴随着航程可达上千千米的远程鱼雷的出现,对鱼雷远程航渡过程中自主规避可能出现的障碍物提出新要求。本文以某型远程鱼雷为背景,基于模糊控制方法,提出一种基于避碰声呐的远程鱼雷自主避障算法,提出规避障碍物的规划,并通过计算模拟避碰声呐探测信息,在仿真平台上对该算法进验证,结果表明运用该算法远程鱼雷能利用自身携带的前视避碰声呐探测到障碍物,并通过障碍规避算法控制鱼雷航行规避障碍物时,本文提出的障碍规避算法可以引导鱼雷规避障碍物,到达设定的目标点。     

模糊-PID控制在绞吸船水下泥泵自动调速中的应用

绞吸挖泥船装驳施工中，操作人员频繁调节水下泥泵电机转速以稳定管路内泥浆流速。针对这一问题，采用模糊-PID技术设计水下泥泵电机自动调速控制系统。该控制方法以流速作为自变量，以泥泵转速作为因变量，并将吸入真空、泥泵机功率及泥浆浓度作为安保条件，可以保证在装驳施工过程中泥浆流速持续维持在设定区间内。实际应用表明，模糊-PID控制在水下泥泵调速过程中具有反应快速、控制精准、鲁棒性好等特点，具有较好的推广价值。