船体结构剩余强度评估方法研究

在设计阶段对船体可能发生的破损情况和剩余强度进行分析。根据分析结果优化结构设计,可以有效地提高船舶破损后的生存概率。以某双壳油船为例,采用SMITH法和非线性有限元法,计算破损后船体的剩余承载能力,比较2种计算方法的计算原理和结果。采用规范计算和直接预报的方式对船体破损后的波浪载荷进行预报。采用确定性方法和可靠性方法对破损船船体结构剩余强度进行评估,给出了实际应用中的使用建议。     

船舶非线性横摇运动动态突变特性及控制

船舶运动的稳定性直接影响到船舶航行的安全,如果受到外界干扰,船舶会发生运动突变。本文阐述船舶发生突变时的运动状态和幅值变化,最后进行实验仿真。数据结果表明,在亚临界分叉突变时,系统的极限环是不稳定状态,幅值会无限的增大,会导致船舶事故。     

动力定位系统舵桨组合推力分配研究

针对船舶动力定位系统推力分配中舵桨组合的推力建模及优化分配问题,将舵桨组合的非凸推力区域转化成4个凸区域,采用切换控制理论把非线性最优化问题转换为线性最优化问题。将舵、桨组合起来进行推力建模,以最小推力、舵角变化和推力误差为优化目标,对推进器的推力变化率、舵角变化率、推力误差范围和推力大小作了约束,采用多边形的方法把推力范围约束转化为线性不等式约束,基于总功率与总推力误差在不同推力区域设计了切换逻辑,实现了在不同的推力分配器中的切换。实船试验结果表明舵桨组合推力模型及推力分配策略是切实可行的,满足了推力分配的要求,在配备舵的动力定位船上具有良好的应用前景。     

多普勒声学全向信标信号源设计

针对多普勒声学全向信标信号产生的需求,设计了一个多通道的非线性调频信号源,产生多路同步非线性调频。阐述了多普勒声学全向信标的原理,并以此提出信号源设计的需求。采用AD9954特有的RAM模式,产生了多路同步正弦调频信号发生器,给出了部分硬件和软件设计说明。经过湖上试验证明,所设计的信号源达到了系统要求,性能良好。     

基于输入输出线性化的航迹滑模控制及仿真

针对船舶航迹控制系统的非线性及易受外部干扰的特点,提出了一种基于输入输出线性化的航迹滑模控制策略。通过定义输出变量将非线性航迹控制系统转化为线性系统,然后采用指数趋近律的滑模控制方法设计控制器,使得设计的非线性控制律直观简洁,鲁棒性好。通过SIMULINK仿真验证了该算法的有效性。     

未知时变扰动和输入饱和下的智能船舶鲁棒非线性控制

复杂海况下环境多变并且船舶具有多耦合、强非线性的特点,针对智能船舶定位控制问题,考虑在未知时变扰动和输入饱和约束之下船舶的定位控制问题,结合非线性扰动观测器提出一种带辅助动态系统的鲁棒非线性控制算法。通过Lyapunov理论证明了所提出的非线性扰动观测器与控制器结合后闭环系统的稳定性和信号的一致最终有界性。利用非线性扰动观测器对环境中存在的海浪扰动进行有效的估计处理。最后,通过仿真验证了所提出的控制算法不仅能保证船舶期望的位置和艏向,而且提高了控制速度,具有较好的控制性能。     

船舶柴油机调速器有限转角力矩电机优化控制

本文针对新型的船舶柴油机调速器有限转角力矩电机控制系统优化与稳定性问题,在Matlab/Simulink中基于电枢回路方程与力矩方程搭建有限转角力矩电机动态系统模型.通过数据拟合方法构建电机非线性模型,基于线性控制理论对串级PID控制系统进行稳定性分析,最后使用遗传算法对PID参数进行优化设计.研究成果可为该电机用于柴...     

应用两步回归迭代算法校正数字式磁罗经误差

基于椭圆假设的参数估计目前是解决数字式磁罗经误差校正问题的较为先进的方法，然而对该方法中的非线性参数估计问题采取了扩展卡尔曼滤波的办法来解决，这造成误差在测量过程中的发散。提出了两步回归迭代算法来解决此问题的思路，即把待估计的非线性参数组合成线性参数，用卡尔曼滤波进行状态估计后，通过Causs-Newton法解得原非线性参数。实验结果证明了新方法的优越性。     

承受搁置脚载荷的舰船甲板纵骨设计方法

某些设备搁置在甲板上的搁置脚为金属结构,此时与甲板接触区域压力分布具有不均匀性,直接进行均布载荷作用下的线弹性计算不合适。本文采用有限元软件进行非线性接触计算,通过数据处理,得到甲板纵骨接触力分布规律,即甲板纵骨接触力的分布主要集中在3个部位。在此基础上,建立了三力平衡模型,提出了3个力分别对应的计算公式,并通过多跨梁简化模型验证了其合理性。     

海底埋设管线平管起吊运动分析

基于有限元软件OrcaFlex,充分考虑不规则波浪、海流、管土相互作用以及船舶管线耦合运动,建立海底埋设管线平管起吊模型。参考DNV-RP-F110计算埋深管道受到的土壤阻力,依据DNV-RP-C205确定相关水动力系数。通过数值模拟研究分析管线在平管起吊过程中管道的运动响应以及吊绳张力的时间历程变化,为实际海底管线平管起吊提供一定理论参考。