内河航运航迹数学模型分析与导航方法研究

内河航运是一种重要的船舶运输方式,船舶作为内河航运的载体,其运动控制直接影响着内河航运的效率。本文对某型内河航运船舶的运动与导航进行相关研究,以提高其航行稳定性。首先根据该型船舶的结构特点以及内河航运条件,建立其运动数学模型,并根据船舶航迹数学模型,进行船舶导航方法的研究。最后在Matlab环境下对航迹模型以及导航方法进行仿真计算。仿真结果表明,本文方法能够提升船舶的航行稳定性与安全性。     

基于非线性理论的船舶结构稳定性研究

本文以结构的线性分析为基础，对船舶结构的线性稳定性分析方法进行了改进。同时，采用基于特征值分析的线性稳定性分析方法得到了船舶结构的临界载荷，从该载荷值可以预测出实际结构临界载荷的上限并能较好地反映船舶结构线性性能对其稳定性的影响，据此得出船舶结构的失稳位形。在非线性稳定性分析中，采用NEWTON—ROPHSON方法及弧长法求解考虑非线性时船舶结构的临界载荷，并详细讨论了结构缺陷对稳定性的影响，提出考虑结构缺陷时船舶结构稳定性计算方法。通过不同类型的算例进行分析比较，总结出船舶结构边界条件、几何缺陷变化与船舶结构稳定性之间关系，验证了本文稳定性分析方法的正确性、有效性及对现役散货船船体结构的适用性。     

基于专家系统的船舶电力系统故障诊断探究

船舶所处的特殊行驶环境会导致船舶电力系统存在故障,发生不稳定、故障点确定困难等问题,而故障诊断专家系统能及时对出现的故障进行高效率诊断,有效缩短船舶电力系统故障持续时间。文章对船舶电力系统的组成与特点进行分析,并基于船舶电力系统可能存在的电气故障明确传播故障诊断专家系统研究的结构框架,结合反向推理、模糊推理等方法,对船舶故障的具体诊断情况与解决方案进行分析,旨在有效增强船舶电气系统供电稳定性,提高船舶行使的安全系数。     

常微分方程在船舶结构稳定性分析中的应用

船舶结构的稳定性决定着船舶使用过程中的安全系数,因此在船舶结构设计过程中需要通过结构力学特性,对船舶结构进行非线性有限元计算,主要目的在于对船舶结构材料应力与应变系数进行计算。通过近年来的研究发现,采用常微分方程能够使应力系数与应变系数的计算更为精准。本文对常微分方程在结构材料应力系数与应变系数计算流程进行描述,并对描述数据进行实验对比,从而证明常微分方程在船舶结构稳定性计算方面优于传统的有限元方程。     

基于最优滑模控制理论的船舶稳定性控制策略研究

船舶的稳定性设计具有非常重要的意义,可以有效保障船舶的航行安全,提高船舶航运的可靠性。传统船舶的稳定性设计主要集中在船体的水动力优化和自动舵设计方面,本文针对船舶的稳定性,首先建立了稳定性模型,然后基于一种最优滑模控制理论,开发了一种新型船舶稳定性控制策略,并对该控制策略的原理和基本结构进行了详细的介绍。本文的研究对提高船舶的稳定性,改善船舶航行安全有重要的意义。     

船舶电力系统暂态稳定性的混合分析法

针对大型船舶电力系统的特点及其日益突出的暂态稳定性问题,开展了适用于船舶电力系统的方法研究。结合船舶电网拓扑结构自身特点,建立了适用于大扰动下暂态稳定分析的船舶柴油发电机组的动态等值模型、推进电机及其螺旋桨四象限工作特性等值模型。以船舶电网轴线为界,将系统等效成两机模型进行时域仿真分析,在此基础上建立系统能量函数,提出了一种适用于船舶电力系统的暂态稳定性混合分析法。该方法即可定量描述系统暂态稳定性及其稳定裕度,又可直观地在线监测系统各状态变量的动态过程。最后通过仿真算例验证了新方法的正确性和有效性。     

船舶结构强度分析中的分布载荷离散化研究

船舶结构强度分析是船舶设计中的重点环节,合理的船舶结构设计对于保证船舶安全性和稳定性起到至关重要的作用。有限元分析是船舶结构分析的一个重要方法,载荷的离散化是有限元分析的一个重要步骤,而船舶受到的分布载荷较为复杂,增加了分布载荷离散化的难度。本文针对某型船舶的结构有限元分析中分布载荷较为复杂的问题,提出一种载荷的离散化方法。将该方法应用到载荷计算中,并与仿真计算进行对比,验证了离散化方法的有效性。     

船舶电网暂态电压稳定性控制研究

传统的船舶电网暂态电压稳定性控制方法控制效果不明显、针对性差,不适用于大扰动电压稳态分析。基于传统方法提出一种新的船舶电网暂态电压稳定性控制方法,通过研究时变特征来确定船舶综合电网暂态电压失稳特征,确定船舶电网的稳定流形和不稳定流形,建立数学模型分析船舶电网暂态电压稳定性失稳边界时变特性,根据评价特征根和状态变量的相关因子来控制船舶电网暂态电压稳定性。结果表明,提出的方法能够很好地解决大扰动电压稳态分析问题,适合控制复杂的船舶电网暂态电压稳定性。     

声强可视化在船舶振动特性分析中的应用

在船舶日常运行中,受到海风、海浪和动力系统电机转动等因素的影响,船舶会产生较大幅度的振动。船舶结构的振动有可能导致结构失效,使船载精密仪器的精度下降,产生振动辐射噪声。在现代舰船的结构设计中,为了提高其抗海浪冲击性能和航行稳定性,必须要进行船舶的振动特性分析。船舶结构的声振特性对于研究船体结构的噪声源、振动耗散机理等问题有重要的作用,本文基于声强可视化技术,对船舶结构的声振特性进行了系统研究,并结合有限元分析技术对船舶钣金结构件的振动特性进行仿真模拟。研究表明,声强可视化技术可以有效提高船舶振动特性分析的效率,对改善船舶的结构设计有重要的辅助作用。     

现代船舶电力系统鲁棒性研究

随着船舶动力系统增加,系统负载与推进器的非线性因素增多,影响船舶电网传输的稳定性,需要对船舶电力系统负载鲁棒性进行研究,以控制系统稳定性。本文建立船舶发动机负载与推进器的非线性模型,研究负载功率、电流及电压之间的耦合关系,在分析了系统鲁棒性基础上提出了一种基于Hamilton函数的船舶电力系统控制策略,对系统负载与推进器的非线性因素进行控制,最后对提出的策略进行仿真,结果表明其对船舶电网传输的稳定性具有很好控制作用。