基于欧拉—伯努利刚度矩阵的 减摇鳍轴升力检测分析

常规减摇鳍多采用鳍角反馈控制方式,实际减摇效果很难达到理论设计水平。主要是由于产生控制力矩的升力是估算值,与实际值有较大偏差。文中分析了偏差产生原因并以此为据,避开多种干扰因素和繁琐的理论推导;设计了内含轴芯的空心轴,运用欧拉—伯努利梁刚度矩阵进行理论分析;将难以测量的升力转化成易于检测的位移量,建立两者的量化关系,并探讨了三种主要影响因素;设计可拆卸的端盖和两种传感器安装方式,便于维修检测。以实际装船的某型减摇鳍设计参数为依据,通过计算和仿真对比验证了设计的有效性和准确性。     

减摇鳍加载系统双阀控制研究

本文对减摇鳍加载系统进行了介绍，并着重研究了利用双阀控制来消除此加载系统中多余力的方法，最后的实验结果表明：采用此种补偿方法，对于多余力的消除，有比较理想的效果。     

可控被动式减摇水舱气阀控制规律研究

可控被动式减摇水舱是对被动式减摇水舱的一种改进.文章在可控被动式减摇水舱系统数学模型的基础上,推导了最佳控制相位的理论依据,并对气阀开启和关闭时刻的选取进行了研究.对不规则波的仿真结果表明,根据船舶的横摇角速度进行气阀控制,满足最佳控制相位是行之有效的,它使可控被动式减摇水舱的减摇能力最大,减摇效果更佳.     

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。     

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.     

基于多目标遗传算法的SWATH船稳定鳍优化设计

针对稳定鳍的各参数对SWATH船纵向运动性能具有较大影响的特点,建立了稳定鳍的多目标优化模型,并运用基于Pareto解的多目标遗传算法对其求解.然后,以SWATH-6A为例对稳定鳍进行了优化设计.从仿真结果来看,在相同条件下优化得到的稳定鳍能使SWATH船具有更好的纵向运动性能.因此,本文的优化方法是合理的、有效的,有一定应用价值.     

穿浪双体船T型水翼状态反馈H∞控制器设计

穿浪双体船在海洋中高速航行时,纵向运动会对其性能造成不利影响,产生的垂向加速度使乘员晕船,设备短期失效。为了解决此问题,首先建立穿浪双体船纵摇和垂荡运动模型,然后运用切片理论求解运动方程中的水动力系数,将随机海浪作为外界干扰,以T型水翼为纵向运动稳定装置,进而建立带T型水翼的穿浪双体船纵向运动模型。最后以90 m长的穿浪双体船为研究对象,利用状态反馈H∞控制策略设计控制器,对船体的纵摇和垂荡进行仿真实验。结果表明:状态反馈H∞控制器可有效地减小船舶纵向运动,降低晕船率,为减小高速船纵向运动提供可靠实用的方法。     

SWATH船参数不确定模型的建立及μ综合控制研究

通过分析实际工作中SWATH船纵向运动系统存在的不确定性,建立了其参数不确定性数学模型,并采用综合控制方法为其设计了控制器.通过仿真看出,本文建立的参数不确定性数学模型能够满足SWATH船纵向运动的鲁棒性要求,是合理的.在综合控制器的作用下系统不但能保证鲁棒稳定性,而且具有较好的鲁棒性能,能满足SWATH船的工作要求.     

SWATH船稳定鳍的优化设计

建立了SWATH船稳定鳍优化的数学模型,并针对模型多设计变量、非线性和多约束等特点采用了遗传算法对其进行了优化求解．然后,以SWATH-6A为实例对稳定鳍的安装位置、展长和弦长进行了优化,并将优化结果跟已有的一对鳍进行了比较研究．从仿真结果来看,在相同的条件下文中优化得到的稳定鳍能使SWATH船的各方面性能都更好．     

模糊PID控制器在船舶试验台横摇位置系统中的应用

减摇水舱是一种减小船舶横摇的重要装置,建立船舶试验台是对其进行研究的主要手段.文章针对两自由度船舶试验台横摇位置系统建模中忽略的参数不确定及非线性环节等因素,设计了一种基于模糊逻辑的PID控制器.该控制器能够实现PID控制参数的实时调节,实验研究表明其在实际系统中具有优于常规PID控制器的性能.