零航速减摇鳍电动伺服系统驱动功率研究

在分析零航速减摇鳍升力特性的基础上,推导出了减摇鳍动态流体力矩和平均横摇角速度的计算方法,提出了通过转鳍动态流体力矩和平均横摇角速度计算伺服系统驱动功率的方法。同时根据计算所得的伺服系统驱动功率进行了电动伺服系统的仿真实验。实验结果表明,采用动态流体力矩代替静态流体力矩计算所得的伺服系统驱动功率更加精确、合理,提高了系统的工作效率。     

水下机器人近水面横摇运动的解耦控制

水下机器人在近水面低速航行时,为了有效克服海浪干扰的作用,提高水下机器人横摇控制的性能,依据解耦控制理论和零航速减摇鳍的工作原理,在水下机器人水平面运动耦合模型的基础上运用解耦控制方法进行横摇控制.该方法将水平面运动耦合模型分解为横荡、横摇和艏摇三个子系统进行分析,根据期望性能指标配置横摇子系统模型的极点,并将均方差最小线性递推滤波算法引入到状态信号的反馈通路中.通过对各种海情下水下机器人的横摇运动姿态进行仿真,结果表明:该解耦控制方法可应用于水下机器人近水面横摇运动的控制,其控制结果良好.     

基于GPC的气控被动式减摇水舱研究

在建立减摇水舱内气体和液体两相流动的运动模型基础上,研究了水舱顶部气体连通道的截面面积大小与水舱内液体振荡参数之间的关系.利用广义预测控制(Generalized Predictive Control, GPC)对水舱内液体运动参数进行在线滚动寻优计算,并通过调节截面开口大小实现参数的调节,以此控制水舱内液体的流动,使之与船舶横摇运动相适应,对抗外部海浪干扰.仿真研究表明,与传统的开关式气阀控制策略相比,新的控制策略可以明显提高被动可控式减摇水舱的减摇效果,在较宽的频率范围内对船舶进行有效减摇.     

大型船舶综合平衡方法研究

本文对大型船舶的减横摇问题进行了讨论,并着重对各种减摇方法优缺点进行了分析.在此基础上针对大型船舶的减横摇并兼顾船舶的横倾问题,提出采用减摇鳍、减摇水舱和抗静倾的平衡水舱组合船舶综合平衡系统.经过分析和讨论,这种综合系统具有明显的优越性.     

基于LMI的船舶力控减摇鳍系统H∞控制器设计

本文针对海浪伯随机干扰，船舶模型的不稳定性和控制器的输出约束，采用升力反馈控制的全新方法建立系统数学模型，用基于LMI（Linear Matrix Inequality)的H∞控制方法，考虑混合灵敏度S／KS问题，设计了H∞控制器，对混合灵敏度S／KS问题模型，权函数的选择等问题进行了研究，充分地利用了LMI法进行H∞设计时的优势，并对LMI法的优势进行了系统的说明和讨论，通过仿真验证了这一设计的可行性，所设计的力控减遥鳍系统不但具有抗干扰性能，而且具有鲁棒稳定性。     

船舶力控减摇鳍系统建模与仿真

针对海浪的随机干扰、船舶模型的不确定性和控制器输出约束，采用升力反馈控制的全新方法，建立系统数学模型，运用H∞控制理论考虑混合灵敏度S／KS问题设计了控制器，对混合灵敏度S／KS问题模型、权函数的选择等问题进行了研究，同时结合具有实船，利用MFC和OpenGL三维图形库，建立了在微机上实现交互式实时控制、同时显示直观的实时多媒体动画的力控减摇鳍仿真系统，给出了仿真结果，并对仿真结果进行了分析     

具有横摇补偿控制的潜艇航向变结构控制

本文针对目前潜艇的方向舵控制普遍只考虑航向的调节,而对黄摇不加以主动控制这一现状,基于变结构控制理论对潜艇的非线性模型设计了一种具有横摇补偿的航向控制器,并通过系统的仿真曲线对它们进行了分析和评价。     

ARM处理器在减摇鳍控制系统中的应用研究

目前大多数的减摇鳍控制器是使用单片机作为主处理器或者以工控机为基础开发而来的,前者集成度不高,稳定性也差,而后者成本较高.文章设计了一款新型的基于ARM处理器的减摇鳍控制器,解决了上述问题.在软件设计方面,把模糊控制策略引入到经典PID控制器中,构成兼有这两种控制优点的模糊-PID控制器.研究结果表明:采用该控制手段能较好的满足设计要求,开发的减摇鳍控制器具有抗干扰能力强、稳定性好、实时性高、成本低等特点.     

零航速减摇鳍鳍型参数估算方法

零航速减摇鳍具有双重工作模式,不同生力机理使其流体动力特性存在本质差异,从而导致二者对鳍型参数要求截然不同,为满足零航速模式需求,零航速减摇鳍大多选用小展弦比鳍型,但亦给常规减摇模式带来诸多不利影响.通过分析展弦比、翼梢形状等因素,从双模式对鳍型参数的实际要求出发,应用线性系统理论、对抗控制原理,提出适用于零航速减摇鳍的尺寸参数估算及综合评定方法,得出不可收放式零航速减摇鳍的最佳展弦比范围,为工程化设计提供了必要的理论依据.