基于神经网络和最大产量估算的挖泥船横移控制

针对目前绞吸挖泥船疏浚作业依靠人工手动操作无法保持较高产量的问题，研究了影响绞吸挖泥船产量的控制参数。采用神经网络预测和最大产量估算方法，得出在不同条件下挖泥船横移控制系统的最优控制参数，同时对此控制参数进行了对比仿真试验。结果表明：在一个不含边界减速的有效横移周期内，仿真产量高于实船操作产量。该方法可为绞吸挖泥船疏浚施工中横移系统的自动控制提供理论依据与技术参考，使绞吸挖泥船可以兼顾不同的控制要求和性能限制条件，在一个横移周期内稳定输出最大产量。     

绞吸船在软土地质下横移锚抓地力计算方法

大型绞吸船采用三角宽鳍锚作为横移挖掘的定位锚,针对横移锚在软土地质条件下锚抓力受限的问题,采用土体的极限平衡原理进行横移锚受力分析,建立三角宽鳍横移锚抓地力计算方法。经计算分析,在软土地质条件下,影响横移锚抓地力的主要因素为锚冠入土深度、土楔破坏角和锚杆角度。结果表明,锚冠入土越深,锚抓地力越大;锚杆与水平面夹角越小,锚抓地力越大;随土楔破坏角逐步增加,锚抓地力呈先减小、后变大的趋势;土楔破坏角在20°~25°时,横移锚抓地力最小,锚抓力系数为14左右。     

基于预测控制的绞吸挖泥船横移过程控制系统设计

绞吸式挖泥船正朝着自动化、智能化方向发展,成为土地复垦和港口开发的重要设备。如何控制横移速度确保输出泥浆浓度稳定是当前的研究热点。挖泥船作业过程中的泥浆浓度受土质、环境、工况等复杂因素影响,其控制过程难以用较精确的数学模型描述。本文针对绞吸挖泥船的实船采集数据,以挖泥船横移速度作为输入,以泥浆浓度作为输出,采用线性回归算法建立挖泥船横移过程的控制模型,并将该模型应用于子空间辨识预测控制器的设计中。在进行绞吸式挖泥船横移控制系统仿真中,仿真结果表明在控制量有约束的条件下,所设计的横移过程控制器在合适的参数下能够使系统快速稳定到目标浓度。从而,保证泥浆浓度的稳定输出,达到提高挖泥船作业效率的目标。     

基于控制图的绞吸船横移挖泥操作参数范围设定

针对施工过程中绞吸船横移速度范围难以控制的问题,以盘锦航道疏浚施工为例,采用基于控制图的分析方法,对绞吸船的横移参数进行研究.提出基于控制图的绞吸挖泥船横移挖泥操作参数范围的设定方法,并通过实例对操作过程中绞刀压力和水下泵吸入真空两个参数的范围进行设定,实现对挖泥过程中横移操作的连续质量控制.结果表明,该方法能够科学、直观地帮助操作人员掌控最佳参数范围,进而提高船舶生产率.     

双耳轴重型绞吸船深槽基岩开挖施工工艺

重型绞吸船多为上、下双耳轴设计，使用下耳轴时最大挖深普遍达到35 m左右。当今世界最大的绞吸船极限挖深达到45 m，绞吸船开挖岩石使用下耳轴时受到最小挖深的限制，采用普通横移锚抛锚方法会造成横移缆在坡顶边缘反复摩擦引起缆绳断丝、断股，因此需要寻求一种新的抛锚方式，防止这种情况的发生。通过研究耳轴自行更换方案，采用现场试验和计算的方法，总结出一套上下耳轴快速切换、并采用横移锚抛开锚加浮桥的施工工艺。采用该施工工艺进行深槽基岩开挖，生产效率大幅提高，顺利、高效地完成了基槽开挖任务。     

挖泥船横移绞车液压系统设计研究

挖泥船横移绞车的作用是在施工中使挖泥船完成左右摆动的挖宽目的.分为左、右两套系统,分布在船艏两侧对称位置上,称为左横移、右横移.本文通过对实船横移绞车电气控制系统改为液压控制系统的分析和研究,提出了液压系统的设计方案,并在液压系统原理图的基础上,确定出系统压力、系统流量,并据此对液压元件进行参数计算,提供选型原则标准,为液压绞车设计制造和使用过程中的故障排除提供参考.     

概念设计阶段的邮船横移操纵性评估方法

为准确评估邮船的横移操纵性，对概念阶段的某中型邮船的横移抗风性展开研究。考虑邮船上层建筑高大的特点，在由侧推器、螺旋桨、舵所组成的横移平衡计算模型中，增加风载荷及力矩，并依据现有的初步设备参数，计算13个风向角所能承受的最大风速，预测邮船在码头的横移抗风操纵性能力。通过实例计算验证，此评估方法能够清晰便捷地评估邮船在不同风况下的横移抗风能力，为邮船概念设计阶段的横移操纵性提供重要支撑。     

大型非自航绞吸挖泥船锚泊能力分析方法

针对大型非自航绞吸挖泥船的防台问题,建立了绞吸挖泥船的水动力模型,采用准静力分析法和时域动力分析法分别计算不同工况下绞吸挖泥船的锚链波频张力和锚链最大张力。对比两种方法的计算结果,科学地评估绞吸挖泥船的系泊承载能力。结果显示,准静力分析法和时域动力分析法都可以较好地用于绞吸挖泥船系泊能力的计算,绞吸挖泥船所配备锚链和锚可满足15级台风下的防台定位需求,保证该锚泊定位安全。     

基于三维切削理论的绞刀载荷分析*

绞吸挖泥船在作业过程中，绞刀载荷对施工影响显著。由于刀具作用于岩石和土壤的过程是三维的，针对传统的二维切削理论在绞刀载荷分析上的不足，研究了适用于绞刀的三维切削理论。研究二维切削情况下绞刀齿和被切削岩土块的力学平衡方程，提出了用于绞刀载荷分析的力学模型。在绞刀齿的三维坐标矩阵的基础上，进行载荷的坐标变换，给出绞刀的横移载荷、对地载荷和顶推载荷的表达方式。实例计算表明，所提出的绞刀的力学模型可以用于绞刀载荷的计算和分析，对于绞刀的设计和绞吸挖泥船的安全施工具有一定的指导价值。     

滨州港3万吨级航道工程绞吸船施工问题的排除与工艺优化

滨州港3万吨级航道工程土质具有颗粒细、密实、极硬等特点,绞吸船施工该土质时,存在绞刀电机电流波动幅度大、正刀施工容易跑刀、横移锚容易走锚、生产率较低等问题。为有效解决上述问题,通过对比分析绞吸船不同绞刀形式、调整挖掘进尺、优化施工关键参数、查找排泥管线额外阻力等方法,使绞吸船绞刀电机电流波动幅度下降,改善了正刀施工容易跑刀现象,横移锚不再走锚,生产率提高了约15%,节约施工成本的同时也缩短了工期。     

绞吸船横移绞车改造安装技术方案

横移绞车故障频发，扭矩过小，咬绳现象时有发生，导致船舶生产率下降和钢丝绳维护成本上升。根据相关规范和船舶设计图纸，对横移钢丝绳咬绳问题进行分析，找到其产生的原因。结合新横移绞车主要技术参数和图纸，制定绞车改造安装的技术方案1和2，从避免钢丝绳咬绳现象发生的角度详细论证两种方案中绞车卷筒中心相对桥架中心是否须偏转一定角度的必要性。结果表明，采用技术方案2现场安装新横移绞车后，船舶施工时绞车钢丝绳规则排布，无咬绳现象发生，提升船舶性能。     

基于IGA-PID的减摇水舱摇摆台控制仿真研究

减摇水舱设计完成后要安装在摇摆台上,通过摇摆台精确模拟在特定海况下船舶横摇运动从而对水舱性能进行检测,摇摆台动力装置为电液伺服系统,在模拟不同船型时,配重改变及系统本身零漂,零偏等干扰因素变化使得对其执行机构传统的PD控制参数整定难、适应性差从而模拟精度降低.文章对摇摆台进行数学建模及仿真模型搭建,设计了IGA-PID控制器,采用免疫遗传算法的PID控制,通过抗体间的促进与抑制反应,不依赖控制对象实现系统的自适应,从而对PID控制参数进行整定得到全局最优解.仿真结果表明,该控制算法的应用具有更好的控制效果和鲁棒性,满足水舱测试精度要求.     

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。     

舰船总段整体吊装研究和实施

对某型舰主船体采用船体三总段吊装,考虑舰船结构本身的复杂性,分别对各总段进行设计,包括重量、重心计算、吊点布置、结构及临时加强、强度校核等,吊装结果表明吊装工艺是合理的.     

快速摆动装置承载滚轮失效分析

通过渗透着色探伤、断面电镜扫描、相关区域截面金相检测、截面硬度测定和化学元素测量对快速摆动装置的承载滚轮在试验中出现的异常磨损和裂纹进行了分析,指出了轴承内圈破断原因并提出改进建议。     

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。     

Design and construction of a floating swing bridge in Osaka

The world’s first swing and floating bridge is under construction in the Port of Osaka. It will be completed in the year 2000 to connect two reclaimed islands. The bridge rests on two hollow steel pontoons and is supported horizontally by rubber fenders and dolphins. Many important engineering issues such as the dynamic response to the wave, wind, earthquake and vehicle loads are investigated herein. The bridge can be regarded as a high-tech bridge on the advanced technology opening vistas onto 21st century.     

RAM吊具摆动马达固定方式改进

RAM吊具摆动马达原固定方式存在缺陷,使用过程中故障率高,存在一定的安全隐患,本文对其固定方式缺陷原因进行分析了并提出合理的解决方案,降低故障率,提高设备运行的可靠性和安全性。     

舰船海况模拟平台等效摇摆参数研究

分析现有舰船海况模拟平台指标制定上的不足,提出等效摇摆参数的概念,确定以过载系数相等的等效原则,按照横摇、纵摇、横纵摇耦合分析幅值不变、周期不变、幅值周期改变3种情况下的等效摇摆参数。结果表明,现有舰船海况模拟平台指标产生的过载系数偏小,不能准确反映实际舰船摇摆效果,要产生一致的摇摆效果,舰船海况模拟平台指标必须进行等效换算。