基于AMESim /Simulink的调距桨装置伺服系统联合仿真对比研究

在调距桨装置电液伺服系统数学建模的基础上,利用Matlab/Simulink对模型进行仿真。同时应用AMESim与Matlab/Simulink联合仿真技术对调距桨数学模型进行对比分析,为进一步进行调距桨的半物理仿真打下基础。     

某型船调距桨装置液压系统仿真及试验研究分析

针对某型船调距桨装置液压系统设计参数与使用工况,利用液压系统AMESim仿真软件,建立调距控制回路仿真模型,仿真分析液压系统的实际工作特性;结合调距桨装置台架联调试验,验证液压系统仿真模型合理性。     

基于Archard模型的桨毂轴承摩擦副磨损寿命评估方法

桨毂轴承摩擦副之间因磨损超过一定间隙后会导致调距桨装置出现调距、稳距功能降低或失效的故障。本文基于Archard模型提出了一种桨毂轴承摩擦副磨损寿命评估方法,其思路是先根据经验数据或试验数据,利用Archard模型确定桨毂的磨损因子,考虑该型桨毂轴承摩擦副的许用间隙、载荷条件等因素,结合其初始装配间隙的分布函数,通过仿真方法模拟调距桨装置调距次数的分布函数,进而对桨毂轴承摩擦副进行磨损寿命评估。     

船舶单桨工况拖转调距桨性能计算及其对快速性的影响分析

利用CFD方法对某调距桨敞水特性进行数值计算,并利用实验数据对计算结果进行校验。对于该桨各螺距下大进速系数时的敞水性能采用CFD计算结果与二次曲线逼近相结合的方法获得,以适当扩大调距桨的敞水特性曲线在水涡轮工况的范围。建立了某推进装置主机、传动装置、调距桨、船体阻力的数学模型,在Simulink环境下集成为"船-桨-机"推进系统仿真模型。对单桨工况的稳态特性进行仿真计算,着重研究了不工作调距桨自由拖桨时的拖桨阻力。结果表明:1)不工作桨自由拖转时,将不工作桨螺距设定为最大值时拖桨阻力最小,船舶的快速性最好;2)航速和不工作桨螺距是影响不工作桨拖桨阻力的主要因素,航速越高,拖桨阻力、拖桨力矩以及拖桨转速越大;不工作桨螺距越大,拖桨阻力越小,拖桨力矩与拖桨转速先略微增加而后减小至最小值。     

考虑柔性的调距桨机构动力学仿真分析

基于虚拟样机技术,考虑调距桨关键部件的柔性作用,建立了刚柔混合模型,研究了调距桨机构系统在正车方向调距过程中的运动学和动力学特性。编制调距程序,对比了全刚体模型和混合模型下调距桨装置调距过程所需要的油压,为调距桨机构系统的设计和试验研究提供了参考数据,提高了调距桨机构的运动学和动力学特性研究效率,并为实体样机的采样控制等研究工作提供了参考依据。     

船舶调距桨液压系统单元温度单片机控制方法分析

调距桨液压系统是船舶运行的主要推动力之一,在工作过程中会产生大量的热量,使得液压系统周围设备温度不断升高,损害了调距桨液压系统中各部件的功能、安全性及使用寿命。针对上述问题,提出船舶调距桨液压系统单元温度单片机控制方法。分析单片机控制船舶调距桨液压系统温度的工作原理,读取船舶调距桨液压系统周围的温度值,并利用PID算法进行计算,计算值代入船舶调距桨液压系统单片机温度控制计算方程式中,控制温度持续上升。通过对比仿真实验,结果表明:在单片机运作2 h后,船舶调距桨液压系统温度趋于平缓,温度控制在50℃以下。     

可调螺距螺旋桨控制系统仿真平台设计

针对船舶可调螺距螺旋桨(以下简称调距桨)控制系统设计、调试困难的现状,设计了调距桨控制系统仿真平台,以使调距桨控制系统的设计及调试变得简单、便捷．仿真结果表明,该平台极大地方便了调距桨控制系统的设计,对实际系统的调试具有指导作用．     

船舶回转过程内、外桨负荷的仿真分析

船舶在回转过程中,一般内桨的负荷要大于外桨的负荷.但在某新研制船舶的回转试验中,观察到外桨负荷高于内桨负荷这一看似有悖常理的现象.为了解释这个现象,利用船舶推进系统的数学模型和三自由度平面运动数学模型(MMG模型),分别对定距桨和调距桨推进船舶的典型回转工况进行了仿真分析.研究结果表明:在负荷控制功能起作用的情况下,船舶回转时通过减小柴油机设定转速或减小调距桨的螺距,内桨的负荷比外桨小是完全可能的.在相同回转工况下,负荷限制线的设置和负荷控制规律对船舶内、外桨的负荷有很大的影响.控制系统的负荷控制功能是改变船舶回转工况内、外桨负荷的一个重要因素.     

基于AMESim-Simulink的电液伺服系统的控制器设计

为了获取电液伺服系统动态特性并进行控制器的设计,采用AMESim Simulink仿真平台对典型的电液伺服系统进行建模,仿真得到系统的响应特性曲线。运用Simulink线性化工具箱,获取系统的线性化传递函数等固有特性。运用Simulink控制器设计工具箱对电液伺服系统的控制器进行设计并验证了增大开环增益和增加零点校正对系统控制性能改善程度,确定该电液伺服系统的控制策略和控制参数。     

基于虚拟样机技术的调距桨仿真研究

首先详细分析了调距桨结构与传动原理的基础,利用三维建模软件UG对调距桨各个部件进行几何建模、装配、并添加约束,形成虚拟样机,然后将其导入动力学分析软件ADAMS中进行动态仿真,并以平面曲线图反映调距桨在给定条件下的运动学特性,进一步验证了调距桨虚拟样机的合理性,为调距桨特性研究与精确控制提供了理论依据.     

统计学在结构噪声监测中的运用

利用统计过程控制理论,从数理统计角度对舱段模型结构噪声测试数据进行分析,建立结构噪声统计学模型,确定预/报警限值,形成-套结构噪声监测方法.该方法能迅速有效地判断结构噪声是否出现异常,具有良好的工程使用价值.     

果蝇算法在基于LSSVM智能水下机器人操纵运动模型辨识中的应用

基于水下机器人的Z型仿真试验,应用支持向量机对水下机器人的操纵运动模型进行辨识,从核函数结构中得到水动力系数,并建立水下机器人的预报模型,引入果蝇算法对惩罚因子C进行寻优,以减少基于经验而选择的参数对辨识精度产生的影响。通过预报与仿真比较,验证了该方法的有效性。     

随机载荷作用下焊接结构表面裂纹扩展研究

随机载荷作用下焊接结构表面裂纹的扩展问题是工程结构中常见的问题.文中设计了随机载荷作用下焊接结构的疲劳断裂试验,试样由平板以一定的角度焊接而成,配合相应的夹具采用轴向加载,在MTS疲劳试验机上进行试验,采用应变片对裂纹的萌生进行监测,用降载勾线法描绘裂纹的扩展形貌,最后利用试验数据对文献中提到的等效厚度法和等效应力强度因子法进行了验证,结果表明:这两种方法的计算结果都与试验结果比较接近,可以用于计算表面裂纹的疲劳扩展.     

环境激励下自升式海洋平台损伤诊断

为探究适用于海洋平台结构的有效损伤诊断方法,针对某自升式平台的比例模型开展环境激励下损伤诊断试验研究。分别采用频域法中的增强频域分解法和时域法中的随机子空间法处理测试数据,提取前三阶的固有频率、振型和阻尼比等模态参数,并结合频率和振型识别结果计算节点柔度矩阵。通过分析平台模型模态参数和节点柔度矩阵的变化率,识别预先设置的结构损伤。试验结果表明,两种模态识别方法均能有效识别环境激励下的平台模型模态参数,其中利用固有频率变化率能够有效判断结构是否产生损伤,利用振型和柔度矩阵的变化率能够实现损伤的准确定位。     

基于改进的LS-SVM的潜水器拘束模试验分析方法

本文以最小二乘支持向量机为基础,将增量法和滑动窗口法相结合,建立适用于分析处理大样本数据的方法。采用该方法对某潜水器拘束模斜航试验和纯横荡试验进行了分析,获取了可以反映潜水器横向力、转首力矩的数学模型中的水动力系数,并利用构建的数学模型,预报多种工况下的潜水器所受到的水动力。通过比较预报结果和试验结果,证明了该方法的有效性。     

无损检测方法在水泥搅拌桩质量控制中的应用探讨

本研究基于现场试验探讨了低应变反射波法和地质雷达测试两种无损检测方法评价水泥土搅拌桩加固效果的可行性。试验结果表明,低应变反射波法既可通过时域曲线识别桩体缺陷,又能根据波速判断桩体强度,但在测试过程中,需有针对性的优化测试方法,且其对超过6 m长桩桩底反射不明显,对初始含水率较大地层容易产生误判反射波。地质雷达探测只能简要识别桩基位置,但对桩基缺陷及完整性无法识别,不适用于水泥搅拌桩的质量检测。     

Black-box modeling of ship manoeuvring motion based on feed-forward neural network with Chebyshev orthogonal basis function

Based on polynomial interpolation and approximation theory, a novel feed-forward neural network, the feed-forward neural network with Chebyshev orthogonal basis function, is proposed for black-box modeling of ship manoeuvring motion. The neural model adopts a three-layer structure, in which the hidden layer neurons are activated by a group of Chebyshev orthogonal polynomial activation functions and the other two layers’ neurons use identity mapping as activation functions. Weight update formulas are derived by employing the standard back-propagation (BP) training method. With the simulated 15º/15º zigzag test data as input and calculated values of the hydrodynamic forces and moment as output, the feed-forward neural network with Chebyshev orthogonal basis function and the BP neural network are applied to identify the nonlinear functions in the nonlinear hydrodynamic model of ship manoeuvring motion. With the simulated 20º/20º zigzag test data and 35º turning test data as input, the hydrodynamic forces and moment are predicted by using the identified nonlinear functions. Comparison between the calculated and predicted hydrodynamic forces and moment shows that the feed-forward neural network with Chebyshev orthogonal basis function is superior to the BP neural network in identifying the nonlinear functions of the nonlinear hydrodynamic model of ship manoeuvring motion and is an effective method to conduct the black-box modeling of ship manoeuvring motion.     

基于LabVIEW的测试系统误差分析

建立两种数据模型:基于LabVIEW平台的参数测试系统观测数据模型和理想数据模型。以此模型为基础,分析数据中的系统误差和研究系统误差的检验方法,提出了基于后验检验统计的系统误差检测法。讨论了随机误差的分布、测度。最后修改观测数据的模型,结合此模型研究系统误差和随机误差的评定指标。     

物体斜出水过程的轴向水动力参数辨识

文章对约束物体零攻角高速出水的轴向水动力参数进行了辨识,获得了轴向方向的附加质量和阻力系数的非线性模型.同时,用零攻角的其它斜出水试验状态下的试验数据对辨识结果进行了验证,验证表明,利用辨识获得的水动力模型计算的结果与试验数据比较吻合,辨识算法是有效的,获得的水动力模型是可靠的.     

基于船舶兴波能量守恒的形状因子算法

为了拓展传统的根据船模阻力试验数据确定形状因子计算方法的适用测量速度范围,文章提出了基于船舶兴波能量守恒的形状因子计算方法。该算法以兴波阻力系数的理论近似表达式取代ITTC（1978）方法的兴波阻力系数近似表达式,采用梯度下降最优算法对船模阻力试验数据进行数值拟合计算求得形状因子。以4250 TEU集装箱船作为算例,将文中算法同传统的普鲁哈斯卡法和ITTC（1978）方法的计算结果进行了比较,验证了该算法的合理性和精确性。