基于扩张状态观测器的小水线面双体船终端滑模控制

针对小水线面双体(SWATH)船运动控制问题,设计了带有扩张状态观测器(Extended State Observer, ESO)的终端滑模控制器。首先,针对SWATH船在随机海浪作用下的运动问题,建立了带有系统复合扰动的非线性运动模型;进而,考虑到系统存在的参数摄动和海浪扰动的复杂性、随机性,将系统分为内环观测器和外环控制器分别设计;利用一个线性ESO对系统的复合扰动进行估计,并在外环终端滑模控制器中进行补偿;最后,利用Lyapunov理论得到了系统的渐进稳定结论。仿真结果表明,带有ESO的终端滑模控制方法能够有效实现SWATH船的运动控制,线性ESO能够准确估计出系统的复合扰动,且终端滑模控制器能够使系统状态快速收敛。     

可控式被动减摇水舱气道的阻尼

可控式被动减摇水舱的气道和阀口对减摇水舱内水的振荡起阻尼作用,对减摇水舱的减摇效果有负面影响.文章给出了气道(含阀口)产生的气压附加阻尼系数的计算方法,分析了气压附加阻尼对舱内水振荡特性及减摇效果的影响.     

带有压力补偿模块的容积式阀位指示器

文章分析了造成容积式阀位指示器在船舶液压阀门遥控系统中应用产生误差的因素,介绍了一种新颖的带有压力补偿模块的容积式阀位指示器.这种阀位指示器可在系统工作压力高、控制管路长的工况下有效提高阀位指示器的测量精度,可广泛应用于大型船舶液压阀门遥控系统.     

波浪中船舶结构惯性力求解及实际工程应用

船舶在海洋中会受到波浪的作用产生摇荡运动,其中横摇、纵摇和垂荡对船舶影响最大。由船舶运动产生的惯性力是工程中常用的结构设计载荷。因此,对惯性力计算方法的研究是十分必要的。本文通过将船舶横摇、纵摇及垂荡运动的叠加,简化了船舶在波浪中惯性力计算方法,为实际工程的实施提供了理论依据,同时也避免了许多繁琐的计算过程。     

有限元法校核浮箱固冰通道总纵强度

近年在黑龙江水系内浮箱固冰通道建设发展很快,随着中俄两国贸易和交往发展的进一步发展,以及货运公司和旅客对安全性、舒适性、可靠性、快速性的要求,浮箱固冰通道在冬季已经代替气垫船和汽车冰道,成为被中俄两国共同认可的水上主要的安全交通设施。每年冬季,黑龙江省境内都会搭建多座浮箱固冰通道,利用率很高,然而对其结构的强度分析却鲜有研究。本文以有限元理论为依据,论述了对其总纵强度的分析过程及研究思路。     

基于改进型消灭曲线法的横摇阻尼估算

自由衰减试验仍是目前最为有效且常用的估算横摇阻尼系数的方法.横摇阻尼系数的估算精度对于船舶横摇运动的预报起着至关重要的作用.通常采用所谓的消灭曲线法来分析自由横摇衰减数据.该方法的一个不足之处在于其推导是基于忽略了非线性恢复力项的自由横摇运动方程.另一方面,考虑更多非线性成分的能量法能够纳入该因素影响但在实施过程中较为复杂.文中提出了一种改进型的消灭曲线法,能够纳入船体非线性恢复力项的影响.所提出的方法形式简单且相比能量法更易于实施.数值试验证明了改进型消灭曲线法的正确性,并展现了其相对传统消灭曲线法所具有的优势.     

螺旋桨尾流动态结构实验研究

  目的  为研究船舶横摇过程中粘流场细节以提高横摇阻尼数值模拟精度,  方法  开展了粒子图像测速（PIV）技术在静水强迫横摇水动力测试中的应用研究。首先,采用自制的强迫横摇装置在水池中开展某驳船在不同摇幅和振荡周期下船舶横摇水动力与舭部流场的同步测试。观测舭部粘流场在船体振荡过程中的变化规律,研究横摇阻尼系数随摇幅和周期的变化规律。然后,将模型试验测试结果与计算流体动力学（CFD）软件模拟结果进行对比。  结果  结果表明,CFD预报船舶横摇整体阻尼系数精度较好,但预报的局部流场细节与模型试验测试结果间存在一定的差异,  结论  需在模型试验技术和CFD预报技术上开展进一步研究。     

基于参数横摇的航行安全性研究

tt  目的  由于超大型集装箱船在波浪中稳性高的变化较为显著,对其参数横摇校核与安全评估要求较高,因此,tt  方法  基于参数横摇模式,针对在迎浪中航行的某10 000 TEU集装箱船,对其各个装载状况逐一并逐级进行计算。自主开发基于典型弱非线性三自由度模型的数值预报方法,对不满足第2层衡准要求的载况进行时域模拟,并综合考虑航速、波况的影响,全面探索其可能发生参数横摇的工况。tt  结果  根据衡准结果,得出相应的安全性评估与规避措施：降低重心高度、适当提高航速、尽量避免船舶横摇固有周期约等于2倍遭遇周期等均能有效避免参数横摇的发生。tt  结论  对10 000 TEU集装箱船进行的参数横摇全面校核评估能够更好地指导超大型集装箱船的总体设计,提高安全水平,具有较高的工程应用及参考价值。     

基于PAC的可控被动式减摇水舱控制系统设计

根据可控被动式减摇水舱的基本原理和工作特点,分析气动系统原理,设计控制策略、PAC外部接线、I/O逻辑表、程序控制流程等,实现了可控被动式减摇水舱的水阀—气阀联合控制。该系统具有能耗低、噪音小、寿命长、可靠性好、操作容易等特点。     

减摇鳍装置在小型高速船的应用前景

文章介绍了小型高速船发展状况,结合小型高速船工作海域的特点,小型高速船的横摇较为剧烈,减摇鳍能有效的减小横摇。介绍小型高速船上减摇鳍装置种类及构成等,随着小型高速船的需求,减摇鳍装置在小型高速船的应用有很大的发展前景。