绞吸船吹填中粗砂泥泵节能运行转速

大型绞吸船吹填中粗砂施工,难以确定最优的输送施工参数和泥泵机组转速.针对目前常用的计算公式对非均质中粗砂浆体水力输送计算精度不足的问题,采用实际施工参数对计算公式进行拟合修正,实现泥浆输送施工参数的精确计算.同时通过泥泵机组运行功率计算分析,确定了最经济输送施工参数条件下泥泵机组的低功耗运行转速.转速特征是在既定的泥浆流速、浓度和泥泵机组总扬程条件下,水下泵采用低转速、甲板泵采用高转速,有利于降低输送施工能耗.     

基于RBF-ARX模型的耙吸挖泥船泥浆管道输送模型预测控制*

针对耙吸挖泥船挖泥装舱过程中管道内泥浆输送流速过低导致管道堵塞影响疏浚效率、造成安全风险等问题,进行泥浆管道输送模型预测控制研究。提出一种基于RBF-ARX模型的预测控制方法,通过改变泥泵转速控制耙吸挖泥船输送管道中泥浆的流速。建立基于RBF-ARX模型的泥浆管道输送模型,设计基于RBF-ARX模型的预测控制器,并对泥浆输送过程进行仿真。结果表明,设计的模型预测控制器与PID控制器相比,该控制方法具有较好的动态控制效果与较强的鲁棒性。     

基于智能疏浚模式的滨州港产能与控制模型

高效疏浚是疏浚施工一直追求的目标,也是研究的热点。基于智能疏浚模式的控制原理,对智能疏浚模式下"航浚6008"轮的滨州港工程施工数据进行分析,建立产能与控制模型,并对该耙吸挖泥船在滨州港工程的产能做进一步优化计算。结果表明,生产率受流量、浆体相对密度与泥泵特性等因素的影响和制约;疏浚过程中,智能疏浚模式主要依靠活动罩控制器与泥泵控制器的相互配合,当实际泥浆流速高于(最佳)设定值时,在其他边界条件不变时,活动罩自动控制器将活动罩下压,使耙头生产率与泥泵汽蚀控制相匹配;检测到泥泵汽蚀时,泥泵控制器通过降低泥泵转速而降低泥浆流速,以达到最佳混合物流速。     

耙吸式挖泥船泥浆与管道输送的建模与仿真

建立耙吸式挖泥船泥浆与管道输送的数学模型,在MATLAB/SIMULINK下建立相应的仿真模型.实例仿真结果表示,根据不同情况,通过控制泥泵的转速以控制泥浆在管道串的流速,可以提高其工作效率.     

“浚江”船泥泵与短排距管路匹配分析

针对“浚江”小型绞吸挖泥船施工中，输泥管路较短、泥泵柴油机在额定转速工作时转速高和负荷高的问题，分析泥泵与标准管路输送清水时的匹配特性、泥泵与短排泥管路输送泥浆时的匹配特性。采用改进泥泵、管路工况条件的措施，达到泥泵与管路匹配的工况点，并对应用效果进行分析。结果表明,调整泥泵转速、使用小直径叶轮可充分发挥柴油机和泥泵的性能，保证工程的总体经济效益。     

绞吸挖泥船吸扬系统数字仿真匹配计算

针对绞吸式挖泥船吸扬系统匹配选型不佳和产量预测不准等问题,利用数字仿真建模技术重构绞吸挖泥船吸扬系统的镜像数字模型。针对不同的绞吸挖泥船,通过调整模型参数可求解得到与之相对应的各子系统数字模型。在绞刀及其驱动系统中定量分析了绞刀转速、横移速度和吸口流速与泥浆比重的关系;在泥泵与管路系统中根据相似定律构建了泥泵-管路模型,研究了不同土质和泥浆浓度对泥泵扬程的影响,并求解预测出不同管道流速下的施工最佳工况点。将仿真系统应用到实验室小型疏浚平台上进行试验验证,试验结果显示数字系统能准确预测施工动态参数和产量,并能提前为施工策略提供指导性建议。     

疏浚工程中泥驳配置和装驳顺序方案的优化

《疏浚与吹填工程施工规范》中泥驳数量计算公式具有局限性，疏浚工程中性能参数不同的泥驳采用不同配置和装驳顺序，会对主船的时间利用率和泥驳等待时间产生不同影响。通过引入泥驳系统运行网络线路图和横道图的概念，在此基础上建立泥驳系统运行数学模型，引入主船累积停滞时间和泥驳累积停滞时间评价指标，提出主船单面或双面靠驳的泥驳配置及装驳方案优化方法，通过实例对模型和优化方法进行验证。结果表明，对既定泥驳船队实现了泥驳装驳顺序优化；对拟组建的泥驳系统，实现泥驳最佳配置方案和初始装驳顺序优化。     

重型绞吸挖泥船装驳、靠驳施工试验及优化

“天鲲号”绞吸挖泥船是我国首艘具备旁吹装驳功能和实际装驳施工经验的重型绞吸挖泥船。针对“天鲲号”在国外某工程装驳施工过程中出现的施工综合效率不高的问题,分析研究“天鲲号”装驳过程试验数据,优化舱容7 000 m3泥驳靠离“天鲲号”与船的操作关键参数,提高了“天鲲号”的综合产能,为类似工程总结了经验;通过小型泥驳配合“天鲲号”试装驳的试验,发现针对舱容2 000 m3小型泥驳船配合“天鲲号”出现的问题,对“天鲲号”的护舷、系泊装置、装驳管等设备存在的问题提出改进建议,为小型泥驳船配合“天鲲号”施工时“天鲲号”的改造提供参考。     

PMSM 磁场定向控制设计

本文通过研究电机的驱动控制原理，建立仿真模型，分析和相应实验说明，本文设计的控制策略可行。同时利用一种新方法寻找电机的初始角度和计算电机转速，实验结果表明该方案在水下航行体中具有启动快和调速性能好。     

吸盘式挖泥船舷外装驳施工方法研究

本文通过对吸盘挖泥船装备的改造、泥驳靠泊及装驳的稳定性控制、船舶安全监管一体化等先进技术的研制与集成,实现了吸盘式挖泥船舷外装驳的施工作业,保证了航道疏浚施工的高效、安全、环保。     

大型绞吸船开挖深水航道艉吹装驳工艺

为避免破坏疏浚区水环境,采用大型绞吸船在不炸礁的情况下开挖深水航道岩石,已成为现实。绞吸船通常需对接排泥管线以便将疏浚土吹填成陆域,而在航道中使用绞吸船挖岩在无适合吹距的吹填区时,可采用直接装驳和艉吹装驳两种施工工艺。重点阐述大型绞吸船开挖航道岩石疏浚土处理的新方法,移动艉吹装驳工艺的产生、实施过程的优化改进,并从中梳理、提炼、总结出绞吸船艉吹装驳的输送原理,供类似工程施工借鉴以至推广。     

泥泵驱动方式、齿轮箱配置及负荷控制对泥泵特性的影响

柴油机和变频电机工作特性不同，造成实际泥泵特性曲线存在差别。分析柴油机和变频电机的设备特性，并研究变频电机驱动、柴油机单速比齿轮箱及多速比齿轮箱驱动、柴油机功率受限驱动等对泥泵性能的影响，从传动效率、调速范围、经济性及对各输送工况的适应性方面进行对比分析。结果表明，柴油机驱动的传动效率比变频电机驱动更高，变频电机驱动的调速范围比柴油机驱动更宽，中等排距工况时柴油机能提供更大的功率，变频电机驱动系统的复杂程度、初始投资、能量利用率、安全性均较高。     

基于克里金法的绞吸挖泥船泥泵磨损近似模型

针对绞吸挖泥船泥泵在工作中因泥浆含固体颗粒易磨损的问题，以某绞吸挖泥船泥泵为研究对象，综合考虑泥浆特性各因素对绞吸挖泥船泥泵磨损的影响，采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)数值模拟对绞吸挖泥船泥泵的磨损情况进行分析，得到由泥浆成分(质量分数)和泥泵磨损构成的样本集。在此基础上，采用克里金法建立绞吸挖泥船泥泵磨损分析的近似模型，并进行近似模型的误差分析。结果表明该近似模型具有一定的精度，可在不开展CFD数值模拟的条件下对泥泵磨损进行较准确的预测，为泥泵可靠性设计提供便利。     

基于DSP和CPLD的无刷直流电机控制系统设计电气与自动化电气与自动化

无刷直流电机具有非线性、多变量、强耦合等特点,采用传统控制系统的控制算法有局限性,往往达不到预期的控制效果。根据特种水下航行器的使用要求,设计了一种无刷直流电机的控制系统方案,基于数字信号处理器（DSP）、复杂可编程逻辑器件（CPLD）和智能功率模块（IPM）,采用提前换向控制算法,满足了电机控制系统不断增加计算速度和逻辑处理实时性的要求,简化了逻辑处理流程,实现了无刷直流电机的高效运行。经实验验证,电机系统效率高达92%,稳定性好、控制灵活,该系统可用作特种水下航行器的无刷直流电机控制装置。     

水下航行器热动力推进系统的非线性变结构控制仿真研究

在对水下航行器热动力推进系统非线性模型进行合理简化的基础上，首次采用趋近律法设计了水下航行器变速变深运动的动力推进系统变结构控制器，并进行了数字仿真，仿真结果表明，所设计的控制器控制精度高，抑制抖振效果显著，且该方法物理概念清晰，算法简单，易于实现，对水下航行器热动力推进系统控制的工况应用有实用价值。     

水下航行器对转螺旋桨用双转子永磁推进电机研究

为实现水下航行器高效稳定运行,将对转永磁同步电动机应用到对转螺旋桨推进系统中,不仅能够简化推进系统结构、减小体积、降低重量和成本,而且没有电刷滑环,运行更加安全可靠.本文模拟双转子在推进器不同扰动情况,观察电流、转速和转矩响应.针对双转子永磁电机的转速控制精度不高和解决两边转子带不平衡负载时转矩扰动问题,设计一种积分型滑模变结构控制器.该仿真结果表明,控制器使系统具有快速性和精确性且对负载扰动具有较强的鲁棒性.     

一种大型隧道沉管运输安装工程船的推进电控系统应用研究

沉管运输安装工程船是连接岛屿和岛岸之间的管隧工程施工的必须工程装备，鉴于沉管需要在岸边的坞内制作，然后使用船只运输到施工地点进行安装。在如何实现海上运输安全、快捷、高效是当今的一大难题，回顾以往的施工，采用了驳船捆绑着沉管，通过多台拖轮进行拖行，此过程既耗时也耗费多方资源，更需要海事局配合保证航行区域无其他船只，以便驳船将沉管拖行。本文以中交一航局的深中通道项目的自航式沉管运输安装一体船为工程应用实例，系统的介绍推进电控系统的设备配置、设计过程和控制逻辑。此技术方法应用于大型隧道沉管运输沉放工程船的运载航行寻迹及水下定位的推进电控系统领域。