基于反馈线性化与闭环增益成形的减摇鳍控制

根据减摇鳍系统的非线性数学模型,设计了一种具有鲁棒性的非线性控制器。通过采用精确反馈线性化方法将减摇鳍系统的非线性模型线性化,然后用闭环增益成形算法设计出非线性鲁棒控制器。用Matlab的Simulink工具箱分别对相同海况下未进行减摇控制、已设定航速及航速减半状态时采用减摇鳍控制的非线性数学模型进行仿真。仿真结果表明,该控制策略对于减摇鳍非线性控制系统是十分有效的,特别是鲁棒性能令人满意。算法的设计过程简单,物理意义明显。     

升力反馈控制减摇鳍系统

对减摇鳍的静态、动态水动力特性进行了分析研究,指出影响鳍的动态升力特性的本质原因.讨论了传统的鳍角反馈减摇鳍设计原理存在的问题,指出鳍角反馈在运动过程中不能正确反映鳍的动态水动力特性.在鳍角反馈的基础上,提出了升力反馈控制方式,通过直接测量鳍上的动态升力作为系统的反馈信号.以某型船的减摇鳍设计参数为参考,采用升力反馈控制,以必要的工程条件为限制条件,进行了角度反馈控制与升力反馈控制的对比仿真试验研究.仿真结果对比显示升力反馈控制可以有效弥补鳍角反馈控制方式存在的控制偏差,使减摇鳍系统的综合减摇能力得到显著提高.     

减摇鳍执行机构非线性接触有限元分析

减摇鳍的执行机构是减摇鳍装置完成收放及减摇功能的核心部件,也是鳍翼面升力与阻力的主要传力部件.采用Patran/Nastran对某收放式减摇鳍执行机构进行三维非线性接触有限元计算,确定其应力应变场,为其优化及改进提供设计依据.     

HAS土壤固化剂在长江航道削坡土上的固化试验

通过开展HAS高强耐水土壤固化剂(HAS固化剂)室内固化长江航道削坡土的试验,以及将成型固化土泡水及放置于户外自然环境的试验,分析了不同的固化剂、石屑和土样的配比设计在不同时间和不同条件下对无侧限抗压强度的影响,试验得到了HAS固化土的无侧限抗压强度的主要影响因素和变化规律。研究成果为实现长江航道削坡土的资源化利用提供了一定的技术基础。     

土壤固化剂发展现状和趋势

多年来,国内外已有许多专家学者对土壤固化剂加固土体的物理力学性质和水稳性进行研究,取得了显著的成果,并广泛用于各类工程,为土壤固化剂的进一步发展奠定了坚实的基础。论述了土壤固化剂的分类和特点,对比了几种主要固化剂对土壤的加固效果,在明确各种土壤固化剂之间的联系、区别及其适用范围的基础上,提出了土壤固化剂后续研发的重点。     

减摇鳍与船体的适配性数值模拟

利用计算流体力学方法对减摇鳍与船体之间的适配性问题进行研究。利用零航速减摇鳍的参数以及某型驱逐舰的船型型值表,分别建立在敞水条件下的减摇鳍模型以及加上减摇鳍的船体模型。首先,仿真分析在中、高航速下敞水条件的减摇鳍与受船体约束减摇鳍的静态水动力特性。其次,利用动网格技术分别分析在中、高航速和低航速下敞水条件的减摇鳍与受船体约束减摇鳍的动态水动力特性。计算结果分析表明：静态仿真时,虽然受船体约束减摇鳍的失速角没有敞水条件下的减摇鳍大,但在同样的攻角下,其升力系数却有较大的提高;在动态仿真中,无论是在中、高航速还是低航速下,受船体约束减摇鳍拍击产生的升力都要比敞水条件下的减摇鳍大,但同时产生的阻力以及所需的转鳍力矩也有较大的提高。     

小水线面船姿态控制鳍面积分析研究

结合中国海洋石油公司的小水线面双体油田交通船的设计建造,对小水线面双体船姿态控制鳍所需面积以及鳍对船舶航行性能影响进行分析研究.并介绍了如何通过小水线面双体船的拖曳模型试验去分析和验证控制鳍所需面积.     

刚性摆动翼翼形与其尾部流场关系的实验研究

文章为研究刚性摆动翼翼形与其尾部流场关系,制定出一套完整的实验方案,并按实验要求制作了两种形状不同的刚性翼。通过PIV测量,实验记录了摆动翼尾部流场相关数据,并分析了翼形参数对其水动力性能的影响。该实验结果为进一步推导翼形参数、运动模式和推进效率三者间数学关系提供了实验数据支持。     

应用零航速减摇鳍的海洋机器人近水面时的横摇减摇控制(英文)

A zero-speed fin stabilizer system was developed for rolling control of a marine robot.As a robot steering device near the sea surface with low speed,it will have rolling motion due to disturbance from waves.Based on the working principle of a zero-speed fin stabilizer and a marine robot’s dynamic properties,a roll damping controller was designed with a master-slave structure.It was composed of a sliding mode controller and an output tracking controller that calculates the desired righting moment and drives the zero-speed fin stabilizer.The methods of input-output linearization and model reference were used to realize the tracking control.Simulations were presented to demonstrate the validity of the control law proposed.     

舰用减摇鳍加强结构的CAD/CAE一体化设计

针对减摇鳍安装部位复杂的结构形式和载荷引起的结构设计和载荷分析问题,以某舰用不可收放式减摇鳍的加强结构为例,探讨了减摇鳍加强结构三维设计、载荷分析和性能评估方法,将三维设计软件CADDS5优秀的可视化技术和有限元分析软件MSC.Patran/Nastran强大的结构分析能力有效地结合起来,对其进行CAD/CAE一体化设计分析,获得减摇鳍加强结构的力学特性,为结构优化提供依据.