吊艇收放装置主动式减摆系统抗饱和两步控制

针对欠驱动的船用吊艇收放装置中液压缸位移饱和问题,提出并设计主动式减摆系统抗饱和两步控制。根据抗饱和统一框架设计思路,忽略吊艇收放装置液压位置输出的非线性限制,通过反步法设计满足系统性能的控制器,然后运用条件技术加入补偿环节来改善系统进入非线性区域时的性能。运用反步法和条件技术设计,既保证系统全局稳定又使其呈指数收敛。相比其他主动式减摆控制,考虑了实际系统中输出饱和问题。将液压缸位移控制问题转化为积分抗饱和进行解决。试验结果表明,当主动式减摆系统存在饱和时,两步控制策略能大幅提高减摆效果。该控制方法实用性强,可为船载动态设备控制设计提供借鉴。     

海上吊艇架系统建模及被动式抗摆系统设计及仿真

海上吊艇架设备主要负责小型舰艇的放置和回收,在海上救援等紧急作业领域有重要的作用。在某些高海况的作业环境下(如大风、海浪等),吊艇架上的小型舰艇会产生猛烈的摇晃,不仅对小型舰艇的结构和艇载设备产生损害,还会导致吊艇架的机械结构破坏,引发严重的事故。因此,研究海上吊艇架系统的抗摆原理,设计新型的吊艇架抗摆系统对提高吊艇架的可靠性、安全性具有重要的意义。本文通过对大型舰船的吊艇架结构建立动力学模型,设计了一种新型的被动式抗摆系统,并对该抗摆系统的结构原理和工作流程进行了系统的介绍。     

吊艇架非线性阻尼优化设计

针对吊艇架减摆系统,设计了减摆罩基于母船横摇、纵摇两个自由度的解耦的阻尼结构,使阻尼器的减摆作用相互独立,互不影响。建立了该种减摆结构的数学模型,提出了利用船舶摇摆谱密度对数学模型进行了统计线性化分析,通过最优计算得出最优阻尼阀开口,针对被动减摆装置的局限性,利用模糊方法设计了最优阻尼的半主动控制策略。     

SPR5000吊艇架升级改造研究

针对SPR5000吊艇架常见故障进行分析,并从液压系统及电气原理对吊艇架进行升级改造研究。     

船用吊艇架的数字化设计制造及仿真

在充分掌握国内船用吊艇架生产实际的基础上,提出吊艇架的数字化设计制造思想,运用Pro/E软件对吊艇架进行仿真分析,计算出吊臂在最危工况状态下吊臂的最危截面,分析整个运动过程中转轴处的受力状态,能够有效地仿真模拟吊艇架的真实情况与受力,大幅减少吊艇架设计时间和制造成本。     

吊艇架技术与标准的发展及相关问题探讨

文章对吊艇架技术和标准的发展概况和趋势、公约修正案对吊艇架的要求等有关问题进行了探讨.     

起吊系统在规则波作用下动态仿真分析

以起重船在海上起吊作业为背景,建立了吊重系统三维非线性运动学模型。分析了吊重系统在规则波作用下的摆动特性。采用数值仿真软件对时域非线性分析进行求解,讨论了波向、波浪频率以及升降速度对吊重摆角和吊索张力的影响。得到的结论可用于吊重系统摆动的预测与控制,可供设计者参考。     

我国吊艇架的现状与对策

本文分析了我国吊艇架目前存在的问题，借鉴国外此类产品技术，对我国吊艇架技术发展提出一些设想，供有关部门人员参考。     

新型液压全回转吊艇机开发应用

本文通过对吊艇设备的组成及传统吊艇架类型概述、进而引伸介绍新型液压全回转式吊艇机的结构原理、功能特点及其开发应用。     

改善小型高速艇耐波性的措施

小型高速艇用途很广,但其耐波性较差,本文研究了船的主尺度,船体线型对耐波性的影响,并且探讨了阀控式减摇水舱和主动式减遥鳍对改善横摇性能的作用。     

基于模糊控制的船用起重机消摆控制

介绍了一种船用起重机载荷摆振模型,并将模糊控制原理应用到船用起重机的消摆控制中,设计了船用起重机消摆模糊控制器。仿真研究表明,该控制器有效地减轻了载荷摆动,取得了比较理想的控制效果。     

Design of robust fuzzy controller for ship course-tracking based on RBF network and backstepping approach

1 Introduction1 Recently, adaptive control approaches based on fuzzy neural network (FNN) have been studied in a lot of papers [1–4]. FNN combines the capability of fuzzy reasoning in handling uncertain information and the capability of artificial neural…     

船用起重机吊盘式机械防摇系统的设计与试验

由于风、浪、流、涌等多种海洋环境载荷的影响,船舶会产生横摇、纵摇、艏摇、横荡、纵荡、升沉六自由度运动,船舶的这种基座扰动进而会导致吊重产生大幅度摇晃。针对该问题,提出一种吊盘式机械防摇方案,并搭建船用起重机吊盘式机械防摇系统实验台开展验证实验。通过多组对比实验验证了方案可行性,得到船用起重机吊盘式机械防摇系统对于不同绳长、不同基座运动条件下的吊重摆角时变曲线。实验表明：在无减摇控制时,主吊索的面外角最大值达到13.6°,面内角最大值达到15.5°；而有减摇控制时,主吊索的面外角最大值仅为1.2°,减摇效果达到90%以上,面内角最大值仅为5.9°面内角减摇也达到60%以上。     

带漂角和输入饱和的水面船舶航向控制

[目的]为处理水面船舶航向控制过程中受到的非零漂角和输入饱和影响,提出一种基于反步法的航向控制方法。[方法]首先,利用相对速度求出实际漂角,再通过漂角对航向角误差进行修正;然后,采用一种预滤波方法减小航向改变时对航速变化的影响,同时引入双曲正切函数和Nussbaum函数逼近输入约束,结合自适应律对逼近误差和艏摇方向上的扰动进行估计;最后,借助指令滤波器简化反推过程,并通过Lyapunov理论证明控制系统的稳定性。[结果]仿真结果表明,所提控制器有效减小了水面船舶的航向输出误差,且能始终保持较小的控制输入力矩。[结论]研究成果可为水面船舶航向控制设计提供参考。     

船舶液压起重机延迟反馈吊重消摆控制

由于操纵和工作环境的变化，起重机的吊重在工作过程中会产生摆动，这种摆动降低了起重机的工作效率和安全性能。文章以集美大学轮机工程实验中心船舶液压起重机为研究对象，采用机电液仿真建模技术及拉格朗日方程，在MATLAB Simulink仿真软件平台上，建立起重机操作液压系统及吊重摆动模型，采用与试验数据对比的方法对所建立的模型进行验证。设计基于吊重摆动位置延迟反馈的控制器，通过将延迟反馈信号叠加到操作信号上的方法实现吊重的消摆控制。结果表明，在各种操作情况下，延迟反馈控制器均能很好地抑制吊重的摆动。     

考虑横向漂移的船舶路径跟踪自抗扰控制

针对船舶运动系统中内部动态不确定和外部干扰等问题,进行了欠驱动船舶路径跟踪的自抗扰方法研究。利用Backstepping设计参考航向角,并通过线性扩张状态观测器对流干扰和横向运动引起的横向漂移进行估计。其次,根据自抗扰算法对航向进行控制,采用线性扩张状态观测器对外界干扰及内部不确定项进行估计。最后仿真结果表明,在风流干扰下所设计的控制器仍能使船准确地跟踪上参考路径,验证了所提控制方案的有效性。     

基于自适应Backstepping方法的舰船电力系统混沌控制

将自适应Backstepping方法运用到舰船电力系统的混沌运动的控制中,可以将混沌系统稳定在平衡点,从而达到对船舰电力系统混沌运动的有效控制。根据船舰电力系统应用模型,该文设计了自适应控制器,当舰船电力系统处于混沌运动时该控制器自动开启。数字仿真表明该方法能够达到迅速抑制混沌的目的。     

存在饱和输入的欠驱动船舶航迹跟踪控制

针对控制输入存在饱和限制的欠驱动船舶的航迹跟踪问题,提出鲁棒饱和控制方法。以船舶纵向速度和艏向角速度为虚拟输入,设计饱和运动学控制器,并引入二阶滤波器形式对控制器进行简化;利用反步法并引入Nussbaum型函数,设计饱和动力学控制器,以实现对任意光滑航迹的跟踪控制,并保证跟踪误差收敛至零点附近的一个有界区域内。仿真算例验证了设计方法的有效性和鲁棒性。     

欠驱动船舶全局K指数航迹跟踪的级联反步法

研究一类欠驱动船舶的全局航迹跟踪问题。首先对船舶动态系统和期望动态系统分别进行全局微分同胚变换,得到航迹跟踪的误差动态方程,由此将航迹跟踪问题转化为误差动态系统的镇定问题,然后利用级联系统理论将误差动态方程的镇定问题分解为两个独立子系统的镇定问题。通过分别为子系统设计全局指数稳定控制律实现了欠驱动船舶的全局K指数航迹跟踪。仿真结果验证了所提方法的有效性。