舵鳍联合非线性数学模型的建立及仿真

针对船舶运动的非线性本质,为舵鳍联合系统建立了具有通用性的非线性数学模型.首先基于MMG(Ship Manoeuvring Mathematical Model Group)的建模思想,建立一个包含风、浪、流十扰的4自由度舵鳍联合非线性数学模型,并详细给出了模型涉及的参数及流体动力导数的计算公式.然后利用该模型对"Hual Trooper"号汽车运输船及"Belnor"号散货运输船进行同转试验及Z彤试验的仿真,得到了一系列与实船试验曲线接近的仿真曲线.仿真结果说明了该模型的止确性和工程可行性.     

船舵液压传动装置的振动特性分析和试验

本文构建船舶的液压传动装置数学模型,对其进行仿真分析,给出了船舶液压控制系统的结构图,并着重分析了船舶液压传动装置的振动特性。最后,设计了船舶液压传动装置的振动试验,分析了船舶液压传动装置拉杆处的振动加速度的变化曲线。     

潜艇水下回转运动数学模型研究与仿真分析

通过对比分析不同的潜艇运动方程,得到适用于潜艇水下回转运动仿真的数学模型,采用分段计算方法对潜艇水下回转运动横向水动力进行建模仿真。分析了潜艇水下定常回转运动仿真参数的变化规律,结果与实艇操纵具有较好的一致性,从而证明了本文所用潜艇数学模型和建模仿真方法正确有效。同时,本文也为下一步研究潜艇水下回转运动非线性特征打下基础。     

舶舵鳍联合控制的综述

船舶舵鳍联合控制是在鳍减摇和舵减摇基础上发展起来的一种减摇方式,也是船舶减摇控制领域的一个重要研究课题,它能在克服鳍减摇和舵减摇缺点的同时提高减摇效果,通过对舵鳍联合控制的研究情况的综述和总结,概述了舵鳍联合控制的优点及发展过程,并根据国内外现有的研究情况,分析和讨论了舵鳍联合控制的发展趋势。     

船舶舵鳍联合控制的综述

船舶舵鳍联合控制是在鳍减摇和舵减摇基础上发展起来的一种减摇方式,也是船舶减摇控制领域的一个重要研究课题,它能在克服鳍减摇和舵减摇缺点的同时提高减摇效果,通过对舵鳍联合控制的研究情况的综述和总结,概述了舵鳍联合控制的优点及发展过程,并根据国内外现有的研究情况,分析和讨论了舵鳍联合控制的发展趋势.     

船舶舵鳍联合减摇模糊变结构控制研究

分析了船舶运动的非线性模型,根据实际情况进行假设,得到了船舶舵鳍联合减摇控制系统的状态方程,把非线性船舶舵鳍联合控制模型转化为可控正则型;将船舶运动模型看作是由横摇、艏摇、横荡3个子系统构成的大系统,进行了舵鳍联合控制,设计了舵鳍联合控制器和分散非线性变结构控制器,为了改善控制的品质,又进一步提出了模糊趋近律变结构控制的方法,最后针对减摇控制器进行了MATLAB仿真研究。仿真结果表明:舵鳍联合控制器能够很好的抑制船舶的横摇和艏摇,并能尽可能的减小横荡。     

二级深拖系统的回转运动特性

相对于一级深拖系统,二级深拖系统具有良好升沉补偿功能,并且较易对拖体进行定深或定高控制。在实际工作中,母船经常需要根据探测情进行回转机动。为了研究母船回转过程中拖体运动规律和拖缆构形的变化情况,采用凝集质量法建立了二级深拖系统的数学模型,计算分析了母船不同回转参数下拖体运动状态的变化规律,得到了拖缆的瞬态和稳态构形图。仿真结果表明,在360°稳态回转和360°单圈回转条件下,母船回转半径、拖曳速度均对一级拖体和二级拖体的深度变化以及稳态特性有显著影响。母船小半径大速度回转时,两级拖体的回转半径和深度变化较大,应予以特别关注。     

基于船舶回转试验建立横摇响应型数学模型

为了建立船舶横摇响应型数学模型,在"育鲲"轮上进行了船舶回转试验.在试验数据处理分析的基础上,结合理论讨论,提出了横摇响应型数学模型的结构,并给出了"育鲲"轮的横摇响应型数学模型.该模型简单,便于分析.     

基于模糊控制的船舶全回转推进装置控制仿真

船舶全回转推进系统是具有角度控制和速度控制的双变量控制系统,因其要求系统稳定度好,控制精度高,响应速度快,控制难度较大。本文针对其控制特点,提出在无需建模的基础上,采用模糊控制技术解决传统PID控制的局限,并通过仿真泰安口轮的全回转推进装置的动态响应,从理论上证明了模糊控制的优越性,为船舶全回转操控提供了另一种思路。     

升力/鳍角综合控制减摇鳍的研究

理论上升力反馈控制减摇鳍可屏蔽鳍角反馈控制减摇鳍在鳍角与升力计算中的映射误差,但在实际应用中,升力鳍系统的升力检测问题和传感器的安装问题存在一些技术难点,并不能达到理论上的减摇效果。升力/鳍角综合控制减摇鳍系统应用了信息融合技术,综合了升力和鳍角传感器所提供的局部信息,消除信息之间的冗余和矛盾,利用信息之间的互补来获得对升力信号的相对完整一致的描述。建立了系统的模型,并用该控制方法对系统的融合和减摇效果进行了仿真。结果表明,这种控制系统在各种海况下都能达到减摇要求,而且减摇性能也好于单独使用鳍角反馈和升力反馈的控制系统。     

全回转浮吊建造的质量控制

介绍了7500t全回转浮吊项目建造的难点;详尽述及了设计阶段的质量控制、采办阶段的质量控制、施工阶段的质量控制、设备调试与船舶交接阶段的质量控制以及质量控制措施。由于抓住了质量控制要点,采取了有效的质量控制措施,从而有效地保证了7500t全回转浮吊项目的建造质量。     

基于H_∞回路成形的舵鳍联合鲁棒控制

为了在保持航向的同时,提高船舶减摇效果,设计一种舵鳍联合控制系统。针对给定的线性舵鳍联合系统,根据性能的要求,对其选择权函数进行成形,然后利用H∞回路成形算法对成形后的系统设计鲁棒控制器,采用Hutton提出的降阶法对控制器进行降阶。通过Matlab中的Simulink工具箱分别对6级和8级风浪作用下考虑到舵机、鳍机的舵鳍联合控制系统进行仿真。仿真结果表明所设计的控制器在保持航向的同时能达到较好的减摇效果,并且该控制器具有较强的鲁棒性。     

关于回转机动时的模倾控制

本文介绍了潜艇回转运动时产生伴随横倾的最佳控制方法,首先介绍了建立潜艇水平回转运动数学模型－控制横倾状态方程的方法,然后应用最小值原理寻找保证潜艇输出横倾角最小和控制（操舵）功率也最小的指标。最后进行了实时仿真,结果表明本方法控制横倾角是有效的,最优的。     

基于ADAMS和AMESim的升降鳍板锁紧系统特性仿真

以ADAMS为平台,结合Pro/E中建立的三维模型和AMESim中建立的液压系统模型,建立升降鳍板锁紧系统的机械液压联合仿真模型.对升降鳍板运动特性、液压缸活塞杆伸缩速度以及受力、销轴应力应变等进行分析.基于虚拟样机技术对该锁紧机构进行的研究,缩短了产品的研发周期,提高了产品研制的一次性成功率,提高了研究质量,降低了研制成本.     

基于最优控制的舵鳍联合减摇性能指标函数的分析研究

针对船舶舵鳍联合减摇控制中如何调整控制参数适应外部海况变化的问题,基于最优控制理论,对船舶运动的三自由度模型设计了舵鳍联合减摇最优控制器,重点研究了如何选择性能指标函数的问题,并通过数字仿真得到了权矩阵参数影响控制器减摇性能的规律。     

船用回转体形空气弹簧半主动控制研究

针对采用回转型空气弹簧的单层隔振系统,研究了空气弹簧的半主动控制,以保证不同工况下的隔振效果。首先研究了空气弹簧刚度特性,根据隔振理论,建立了柴油机转速与空气弹簧内压的关系,然后应用模糊控制理论,实现对空气弹簧内压的自动调整。     

基于数学模型的双桨船舶航向控制研究

目前在我国的港口贸易中,为了满足众多类型船舶的航行要求,需要设计一种高性能的航向控制器,来保证船舶的航向安全。一般情况下,可以采用双桨控制的方式,使得船舶在恶劣海况条件下依然拥有卓越的操控性能。本文主要通过建立数学模型,来模拟双桨船舶在水面上航向时的状态,并通过对航向控制器各项参数的优化,综合提升船舶的性能。通过仿真优化,可以发现双桨船舶的航向控制器能够始终提供稳定的动力,各项性能指标优秀。     

线翎电鳗仿生鳍水动特性研究与试验测试

以线翎电鳗为仿生对象,设计一款鳍条驱动的波动长鳍,建立其运动学模型,采用SST k-ω湍流模型对三维非定常不可压缩流体的N-S方程进行求解,研究波动鳍的水动特性并分析波动鳍摆动角度、摆动频率等运动参数对波动鳍推进性能的影响。针对波动鳍需要经常贴近水底工作的情况,研究波动鳍与底面距离的变化对推进性能的影响。研究表明：在波动鳍运动时,鳍面两侧形成较为明显的反卡门涡街,从而在波动鳍的尾部形成一股射流,产生向前的推力;波动鳍的推力和横向力都随着摆动角度、摆动频率的增加而增加,但在一个时间周期内,推力的波动次数大约是横向力的2倍;波动鳍与底面距离的变化对波动鳍的推力影响很小,但当波动鳍与底面距离小于波动鳍宽度的1/5时,波动鳍的横向力明显增大。通过试验验证了数值模拟结果的正确性与合理性,该研究可为高性能波动鳍推进器的设计提供理论依据。     

鳍/被动水舱联合减摇理论研究

本文在综合分析减摇鳍与被动减摇水舱两种减摇装置的优缺点的基础上,考虑某些特殊用途的船舶以及一些大型的军用舰艇在全航速下对船舶平衡要求较高的情况,采用了一种优良的全航速下的减摇方案--减摇鳍与被动水舱联合减摇装置.这种减摇装置将减摇鳍与被动水舱有效结合,有效地克服了减摇鳍与被动水舱的缺点,同时也放宽了对鳍静特征数的要求,这对于装有不可收放式减摇鳍的船舶具有实际意义.针对上述联合减摇装置建立了船舶/减摇鳍/水舱的数学分析模型,并进行了分析讨论.通过对一实船的理论计算,结果表明:鳍/被动水舱联合减摇方案与其它减摇装置相比有明显的优越性,这种装置弥补了减摇鳍和减摇水舱具有的缺点,为船舶减摇提供一种减摇的方法.同时,可在此基础上增加装置的功能,达到一定的经济性.