滑行艇和翼滑艇在正横规则波中的线性横摇仿真研究

建立滑行艇和翼滑艇在正横规则波中的二阶线性横摇运动微分方程,并利用前苏联中央流体动力中心ЦАГИ法得到艇体阻力,利用仿真工具Matlab/Simulink建立滑行艇和翼滑艇的横摇运动、阻力及推进系统的综合仿真模型,仿真计算结果表明建立的横摇运动微分方程较为合理,并验证具有前置V型割划式水翼的翼滑艇其横摇自稳特性要比同等吨位的滑行艇优良许多。     

一种翼滑艇和滑行艇新型尾鳍研究

介绍新型尾鳍的结构特征并建立减纵摇和减横摇的水动力模型,建立滑行艇和翼滑艇在正横规则波和迎浪条件下的运动微分方程,并利用ЦАГИ法对艇体阻力进行计算。基于Matlab/Simulink建立滑行艇和翼滑艇运动及尾鳍减摇综合仿真模型,并进行仿真计算。算例结果表明,该新型尾鳍控制简单,能够极大地提高滑行艇和翼滑艇航行的动稳性。     

翼滑艇可调桨智能推进系统最佳控制参数组合综合优化计算方法研究

本文建立了以可调桨作为翼滑艇的推进器、综合考虑航行快速性和航速控制特性的智能推进系统最佳控制参数组合优化计算的数学模型,在VC 平台上编制了采用遗传算法优化求解的计算软件。综合优化计算结果表明:运用遗传算法能很好地完成对该数学模型优化计算,该软件也可应用于以可调桨作为翼滑艇的推进器、综合考虑航行快速性和航速控制特性的智能推进系统初步优化设计及其系统分析。     

高速船推进性能优化设计

以三种典型的高速船(高速单体船、翼滑艇和穿浪艇)为例,建立了其推进(普通螺旋桨、可调螺距螺旋桨及喷水推进)系统及智能控制的数学模型,并在Matlab/Simulink上实现仿真;建立了推进系统的优化数学模型,编制了优化算法(混沌算法、遗传算法和粒子群算法)程序,实现了智能推进系统的优化设计;最后,运用Matlab/GUIDE进行界面设计,编制了高速船智能推进系统仿真与优化软件,实现了良好的人机互动.计算结果表明,该软件能在高速船初步设计时为自动控制的推进系统综合分析提供一种新的稳定可靠的软件平台.     

基于模糊控制的船舶智能推进系统仿真研究

本文采用MATLAB/SIMULINK对翼滑艇推进系统进行建模.在此模型中,由指令控制发生器发出相应速度指令,然后根据专家经验利用模糊控制来执行这些指令,从而实现智能控制.对翼滑艇的仿真结果研究表明,无论指令恒定或者改变,无论风平浪静还是波涛汹涌,利用模糊控制这种智能控制方法,都可以达到良好的航速控制效果.     

11.8m翼滑艇阻力性能的模型实验

选择具有浅V滑行面及T型水翼11.8m翼滑艇进行阻力研究。进行了翼滑艇模型的阻力实验。选择两个不同的初始安装角(-1.5o及0o),分别进行阻力实验,然后对结果进行综合分析与比较,得到了该型翼滑艇阻力性能的有关结果,纵倾状态随航速的变化情况,以及不同水翼安装角对阻力性能的影响。实验结果表明该船型在高速阶段阻力性能优于尺度相近滑行艇,水翼的设计基本符合要求。实验结果可应用于实船的设计。     

翼滑艇快速性、操纵性及结构特性综合优化方法研究

针对翼滑艇的快速性、操纵性和结构特性,提出了一种离线的智能控制优化方法,建立了翼滑艇快速性、操纵性和结构特性综合优化的数学模型,以MATLAB为工作平台,确立了综合优化目标函数,利用遗传算法编制了翼滑艇快速性、操纵性和结构特性综合优化计算程序,并对某翼滑艇的综合性能进行优化计算。     

基于改进的混沌优化的翼滑艇推进系统仿真

通过Matlab平台建立翼滑艇推进系统的数学仿真模型,将翼滑艇的快速性指标和经济性指标的加权形式作为推进系统优化目标,并以Simulink进行实时仿真分析。首先,运用改进的混沌优化算法对模糊控制系统进行优化,求解最小控制目标值,然后对转速控制和螺距控制的控制器参数进行优化,并通过模糊控制器对不同工况下主机转速和可调桨螺距进行控制。最后,对比分析了常规模糊控制器与混沌算法优化后的模糊控制器之间的差别。结果表明,优化后的推进系统在进行航速控制时不仅超调量小,而且稳定性好,该优化方法有效可行。     

翼滑艇智能推进系统仿真研究

基于MATLAB／SIMULINK对某翼滑艇推进系统进行建模,指令发生器根据航行情况发出相应速度指令,智能控制器接受并执行这些指令,从而实现智能控制。由于一般的模糊控制适应范围有限,本文对其进行了改进,并与改进前的控制效果进行了比较。仿真结果分析表明,无论风平浪静还是波涛汹涌,利用模糊控制都可以实现很好的控制效果。而改进后的控制器无论从稳定时间、超调量或者抗干扰能力方面,较改进前都有明显的改善。     

高速无人船推进系统控制参数组合优化分析

基于MATLAB建立了高速无人艇智能推进系统仿真和优化分析平台,进行了智能推进系统的实时优化配置与仿真分析讨论.通过对高速无人船艇智能推进系统控制参数的组合优化,选取不同的初始航速进行分析研究,总结了初始航速的不同取值所产生的影响.分析结果有助于对高速无人船艇智能推进系统优化过程中主要影响参数(设计船速V、螺旋桨直径D以及盘面比Ae/A0)的选择,同时对于水面无人船艇智能推进系统的设计也有一定的参考价值.     

穿浪艇推进智能控制仿真初步研究

基于高速船运动原理、模糊控制理论和Matlab工作平台,对穿浪艇喷水推进智能系统进行了数学建模,并编制了Simulink仿真软件。大量仿真实验结果表明:该仿真系统界面友好和运行可靠;穿浪艇喷水推进系统的智能控制在超调量、稳定性、抗干扰能力、经济性等方面都达到了比较理想的效果。智能控制对于穿浪艇的推进效率和航行经济性都有明显的改善。     

未来智能船舶推进系统的选型

本文首先对现有船舶机舱的安全现状进行了研究,对已发生的远洋船舶400多个机损案例的故障部件、故障类型、事故原因进行了统计分析,发现主机系统是事故发生率最高的部位,特别是活塞、缸套、气阀、喷油器这些燃烧室周围的部件。在发生事故的原因中,人因失误仍然是主要因素,占全部案例的83.1%。在此基础上,对目前六种典型的船舶推进装置的可靠性进行了分析,从推进装置的系统冗余数、部件数量、部件材料及运行条件等方面,对不同推进装置的可靠性进行了对比,发现目前在远洋船舶中运用最广的单机单桨直接传动装置可靠性最低,而多机多桨间接传动装置、调距桨推进和电力推进装置是适合未来智能船舶可靠的推进型式,特别是电力推进装置将是未来智能船舶的最佳选择。     

船舶可调桨螺距模糊PID控制器设计

针对柴油机驱动的船舶可调桨推进系统,从运动学和动力学角度建立与其适应的船桨系统、柴油机系统、调速控制系统和螺距控制系统的运动模型.同时运用模糊控制和PID控制理论,在Matlab仿真平台上设计可调桨螺距的模糊PID控制器,调试运行使之与可调桨动力性能相匹配,得到相应螺距偏差、偏差变化率和螺距控制输出量隶属度数据.通过仿真过程离线计算得到模糊控制器输出控制量查询表,从而设计完成可调桨螺距的模糊PID控制器.针对可调桨螺距控制,给定车钟指令信号和脉冲干扰信号.仿真实验结果证明,模糊PID控制器能有效避免可调桨控制跳动问题,且其控制速度、精度和灵敏度较传统PID控制器具有显著优势.     

基于仿真的全柴联合动力装置特殊工作制联控曲线研究

针对全柴联合动力装置单轴工作制和三机工作制相应的联控曲线以保证推进性能综合最优的需求,运用计算机仿真方法对某全柴联合动力装置的单轴工作制和三机工作制的联控曲线进行研究。首先,建立推进系统各部件的数学模型并将它们集成为整个推进系统的数学模型。基于这些数学模型和仿真计算,运用"船—机—桨"匹配原理提出特殊工作制联控曲线的一般设计原则,经实船使用,证明所设计的联控曲线能有效实现原设计目的。     

基于在线仿真的穿浪船推进智能控制及系统优化研究

为了增加优化过程的实时性,本文提出了一种基于在线仿真的穿浪船可调桨推进智能控制及其系统优化方法。首先建立了可调桨推进的数学模型,再以MATLAB为平台,使用其仿真软件Simulink建立了仿真模型,又使用查表模糊控制器实现了对穿浪船可调桨推进的智能控制。然后,建立了系统优化的数学模型。基于仿真模型,应用MATLAB的遗传算法工具箱GAOT实现了该系统的优化设计。最后给出了算例。计算结果表明:仿真和优化的准确性和可靠性都较好,该方法是有效且可行的。     

波浪动力艇模型自航试验及数值仿真

为解决受控主动摆翼驱动装置复杂、机械效率较低的问题,研究依靠升沉运动产生的力矩来驱动俯仰运动的被动摆翼装置,并将其应用于波浪动力艇.在波浪作用下,将被动摆翼安装于艇体底部的一定位置处,产生的推力即可推艇前进.在模型试验中,通过改变波浪周期、波高和控制机构的设置,比较试验艇的自由航行速度.结果表明,试验艇的航速与波高呈正相关关系,且当波长与船长之比约为1.8时推进效果最佳.通过数值仿真,显示两种控制机构配置时的水翼工作过程,并估算在一定波浪参数下波浪动力艇可达到的航速,所估算的航速与试验结果吻合较好.     

基于AMESim-Simulink的船舶液压推进系统仿真研究

为理清油液体积弹性模量、管路长度和补油压力等参数对船舶液压推进系统动态特性的影响,运用AMESim软件建立了液压推进仿真模型,利用Simulink软件建立了螺旋桨负载模型,二者联合进行仿真分析。结果表明,相比于补油压力,油液体积弹性模量和管路长度对航速动态响应影响较大,但三者对航速的最终稳定值影响较小。因此,对于实际的船舶液压推进系统应尽量缩短管路长度,适当提高补油压力,并保证油液冷却良好。     

混合推进船舶"船-泵+桨-机"匹配方法研究

为提高混合推进船舶推进系统的性能,分析了"船-泵+桨-机"的匹配方法.介绍了"船-桨-机"与"船-泵-机"的匹配方法、思路与步骤,着重研究"船-泵+桨-机"匹配中的泵、桨负载分配对推进性能的影响.以调距桨特性曲线与喷水推进推力曲线进行混合推进舰船的快速性计算,螺旋桨重载降低推进效率,喷水推进重载容易产生空化.为避免喷水推进泵产生空化,调距桨的螺距、转速可调范围变窄.