基于ADRC的调距桨伺服控制系统设计

船舶调距桨推进系统具有典型的非线性和不确定性,以及柴油机、推进轴系和螺旋桨三者的强耦合性,并受到其执行能力的约束以及风、浪、流等的干扰,使得调距桨伺服控制系统的设计非常困难。本文建立了基于自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)的调距桨伺服控制系统数学模型,对自抗扰控制器的原理及参数整定进行了分析,采用Matlab/Simulink完成仿真程序的设计和研究,ADRC螺距控制与传统的PID螺距控制相比,具有良好的鲁棒性和稳定性,尤其在抗扰性能方面具有良好的控制效果。     

30000 DWT载货教学实习船结构设计

30 000 DWT载货教学实习船是兼有多用途重吊和航海教学实习功能的船舶。阐述了载货教学实习船的结构设计特点。多用途船因货舱开口大,设计前期的舱口变形预估和控制对设计至关重要。通过有限元直接计算,对船体构件进行强度评估。在不同的设计阶段对实习船进行振动的估算,并依据估算结果,及时调整、优化,使振动水平能够满足相关标准的要求。     

装配式桩基码头设计建造应用现状与展望

针对水运工程高桩梁板式桩基码头设计建造过程中存在的构件标准化及装配化程度差、施工效率低等问题,分析装配式桩基码头设计建造应用现状,总结装配式桩基码头结构体系的基本特点、模式及连接方式,提出装配化程度指标构件装配率和体积装配率概念,并根据实际工程案例得出传统高桩码头的装配率指标。     

淤泥质海岸波致液化及航道骤淤问题初步研究

研究波浪与淤泥海床相互作用导致的海床液化、体积冲刷和高浓度近底悬沙的层移输运问题。采用de Wit提出的液化判别条件及计算方法,结合连云港近岸波浪和淤泥力学特征,计算不同来波条件下淤泥质海床的液化深度;进一步考虑浑水中含沙量对流速的折减影响,计算液化层运移速度分布。计算结果表明,大浪条件下,淤泥质海床可能有较大的液化深度,但层移厚度不大。由于层移含沙量较高,在近底水流驱动下仍能形成较大的输沙率和一定规模的大风天航道骤淤。有关研究成果为海床稳定性分析和输沙计算提供了新的思路和方法。     

舰船机舱油雾浓度测试研究

本文采用计重法和气相色谱/质谱联用法对舰船机舱不同存在形态的油雾污染物进行浓度测试.结果表明:直通舱室的冒气口是舰船机舱油雾污染的主要来源,虽然油雾净化装置的净化效率高(90%以上),使舱室环境的油雾浓度保持在较低浓度水平(1.6~3.1 mg/m3),但机舱的空气质量状况与船员对于空气品质的要求还有较大差距.因此建议加强对油雾的排放控制,增强净化装置的处理能力,同时继续开展对机舱油雾的深化研究,切实改善和提高舱室的空气质量.     

特种船舶进出坞工艺分析

对于基线平整、不含突出附体的船舶,采用纵向进出坞,是一种传统、安全且便捷的进出坞工艺.有附体的船舶采用常规纵向进出坞会导致进出坞水深要求的增加.本文结合实例,对带有附体的船舶进出坞工艺进行分析,研究不同进出坞工艺下的水深要求,优化进出坞工艺,提高船坞的适应性,以获得较好的工程经济性.     

水下容器开启过程流场特性仿真研究

水下容器开启过程中,海水快速灌入容器内,对载体的平衡产生较大的影响.采用Mixture多相流计算模型求解气液两相流场,网格更新方法采用域动分层法,对不同开启角度进行数值计算.结果表明:开启角度越小,容器底部压力和容器内部进水量波动越大,且峰值越大,随着开启角度的增大,两者波动范围有所减缓,研究成果可为水下容器总体设计、系统使用流程优化提供理论支撑.     

基于扩张观测器的船舶动力定位系统反演滑模变结构控制

针对海洋平台船舶动力定位控制系统,结合反演滑模控制与扩张观测器的优势,提出一种基于扩张观测器的船舶动力定位反演滑模控制方法.考虑到系统存在未知外部干扰以及船舶模型参数不确定性的问题,将系统分为内环观测器和外环控制器分别设计,首先利用扩张观测器估计系统的未知状态及不确定项,然后在外环的反演滑模控制器中进行补偿,最后用Lyapunov方法证明系统的稳定性.通过船舶定点控制仿真实验表明,基于扩张状态观测器的反演滑模控制器使得船舶纵荡和横荡的位置及首摇角度逐渐保持在期望值,具有较强的鲁棒性和控制性,能够有效抑制传统滑模控制的抖振问题,有益于船舶工程应用.     

回汽技术在船舶换向中的应用研究

船舶蒸汽动力装置中设置的倒车汽轮机,一般情况下只在船舶倒车工况时工作.为了克服船舶换向过程中锅炉超压的问题,应充分利用倒车汽轮机和回汽控制技术.本文以大型船舶蒸汽动力装置为研究对象,通过机理分析建立其数学模型,提出一种具有回汽控制的机炉协调控制方案,并对换向过程进行动态仿真.仿真结果表明使用回汽控制的机炉协调控制方式的主蒸汽压力偏差相对于不使用回汽控制的协调控制方式减小了1%,主蒸汽压力更稳定.可以得到结论,使用具有回汽控制的机炉协调控制方式可以解决换向过程中锅炉超压的问题.     

一种舰船低频电磁干扰的整改方法与试验研究

为解决声呐系统的低频电磁干扰故障,基于电磁干扰三要素中的辐射耦合路径,提出了一种采用坡莫合金与波纹管相结合的电磁屏蔽整改方法。首先分析了电磁干扰的形成机制以及舰船平台上的常见类型,采用对比试验与电磁环境测试,掌握了此次电磁干扰的耦合路径;通过电磁屏蔽试验以及试验改进,验证了整改方法的可行性。在舰船上实施改进的整改方法,测试结果证明了该方法的有效性,解决了声呐系统的低频电磁干扰故障。