基于VR的船载遥操作机械手设计与研究

针对无人潜水器在恶劣海况下收放作业挂钩困难的问题,设计一套基于虚拟现实（VR）的遥操作机械手装置,搭载于船载无人潜水器收放A型门架上,以操控VR手柄灵活、高效地完成无人潜水器收放时的辅助挂钩作业。利用Unity3D引擎搭建并开发一套机械手虚拟仿真系统,实现对机械手的正、逆向运动控制,并与实际机械手建立Socket网络通信,实现虚实同步;通过串流VR一体机实现对机械手的实时可视化仿真与VR遥操作。相较于现有的主手及示教器遥操作,VR遥操作机械手的作业效率更高,操作难度低,且系统具有较强的沉浸感和临场感,提高了机械手海上作业的可视性、灵活性和安全性。通过搭建波浪模拟试验平台模拟不同海况进行验证,结果表明,VR遥操作机械手挂钩作业的效率较示教器遥操作提高49.4%。在海上试验中,机械手也成功完成了各类潜器收放的挂钩作业。     

船用核安全级基座强度研究

船用核安全级基座承受设备重力、波浪载荷和冲击载荷等多种载荷,研究船用核级基座强度对船舶核安全有着重要作用。以某核动力船舶在设定海域的波浪载荷为基础,通过有限元软件NASTRAN对多个海浪作用下的基座结构强度进行数值模拟,并采用等效静力法对基座在冲击载荷作用下的强度进行分析。分析结果表明,冲击载荷对波浪载荷有一定包络性,核安全级基座结构设计应优先考虑该冲击载荷作用。     

基于AutoMod的邮轮物资贮运仿真

针对大型邮轮物资的贮运需求,对食品舱库的贮运装置与流程进行了分析;应用AutoMod软件对大型邮轮食品舱库的贮运过程进行仿真分析,得到完成目标装载所需的总时间。并对影响卸载时间的关键因子进行分析,得到完成物资贮运的优化转运流程和总时间。研究的成果可以为船总体布置及操作人员配置提供设计参考。     

直升机雷电间接效应及耦合机理仿真北大核心CSCD

[目的]雷电电磁效应与耦合特性是直升机电子电气设备雷电防护设计的重要分析依据。[方法]依据SAE-ARP5412和SAE-ARP5416标准规定的试验波形与方法,在基于传输线矩阵法(TLM)的CST线缆工作室中对典型雷击模式下直升机内外电磁环境和电缆耦合电平的影响因素以及规律进行研究。[结果]结果表明:雷击电磁场的建立是一个迅速变化的过程,并随时间、空间、结构呈现复杂变化;雷电耦合机制是雷电流再分布的阻性耦合以及机体缝隙共振耦合的相互作用,并且其与频率有很强的依赖关系;电缆感应电平会受到飞机蒙皮电阻、雷电流波形参数以及电缆屏蔽层阻抗等因素的影响。[结论]所做研究揭示了雷电电磁耦合机理及电缆雷电电磁感应的相关影响规律,为航空器电缆敷设和雷电电磁环境防护提供了依据和支撑。     

基于2D仿真模型内置式永磁电机的漏磁系数研究

本文建立了丰田Prius内置式永磁电机的二维仿真模型。采用磁路积分法,计算得到永磁体的漏磁系数。并且分析了不同电机拓扑结构对漏磁系数的影响。结果表明,减小气隙磁密、增大电机定子外径和提升永磁体厚度可以降低永磁体漏磁,提升永磁体利用率。     

应用于液体密封环境的电动执行机构设计

基于液体工作环境和客户需求确定的目标参数,对电动执行机构进行结构设计,比照参数指标要求确定了丝杆、减速机构、电机的关键参数。采用动、静组合的密封方式,并与铜衬套配合,提高了电动执行机构的密封可靠性。利用有限元分析软件对推杆和壳体进行力学仿真,通过对应力及变形结果分析,得出结构强度满足要求。     

船舱局部规划中三维数据特征提取方法

TRIBON是一种专业的船舶设计和建模软件,广泛应用于船舶设计和建造领域,基于TRIBON软件强度的数据库技术,可实现船舶的三维快速设计、强度校核、舱室规划等功能,提高船舶舱室设计的效率。本文研究船舱局部规划中的三维数据特征提取技术,从三维模型特征提取、模型投影视图特征提取等角度出发,结合三维软件的坐标系转换,研究基于TRIBON的船舱局部规划中的三维数据特征提取方法。     

六相双机共轴驱动系统的主从式控制策略研究

双电机共轴驱动是针对传船舶电力驱动的一种有效途径,为解决快速跟踪性和容错性问题,根据双Y移30°六相异步电机的结构,建立两相旋转坐标系下的电机数学模型,并利用Matlab/Simulink完成共轴双电机S函数建模。在单电机矢量控制基础上,研究六相双电机共轴驱动系统主从控制策略并进行仿真分析。仿真结果表明：主从控制式六相双机共轴驱动系统在正常工作情况下,跟踪性能良好,具有较好的抗负载扰动能力;在故障情况下,能合理改变两电机输出比例,确保故障电机不过载。     

船舶阻力试验实船换算的蒙特卡罗仿真

为了评判试验数据可信程度和提高试验质量,对基于1+K法的船舶阻力试验实船换算进行蒙特卡罗仿真。结果表明：随着实船速度的增加,实船阻力和实船有效功率的标准不确定度分别从455 N,1.42 k W逐步增加至1 558 N,10.96 kW,实船阻力和实船有效功率的相对标准不确定度分别从1.56%,1.56%下降至0.44%,0.44%;实船阻力和实船有效功率的蒙特卡罗仿真值分布左右对称,符合正态分布。     

筒形大力值惯性式电磁作动器优化及性能分析

作动器是主动控制的重要动力部件,用于船舶推进轴系主动控制的作动器对低频范围的输出力值有较高要求。本文以电磁作动器为研究对象,建立动力学模型,利用Ansoft Maxwell对该电磁作动器进行磁路优化分析,确定该电磁作动器具有最优磁路尺寸。通过电磁作动器仿真计算得到的电磁力大小与实际测试出的电磁力大小基本相等,证实该电磁作动器建模仿真方法的正确性。得到电磁作动器的最佳频率输出范围,说明电磁作动器具有低频大力值输出的特点。该作动器的优化方法及性能分析为船舶推进轴系等结构的低频大力值主动控制提供了理论及技术支撑。