恶劣海况下船舶航向控制仿真及应用研究

船舶在海面航行时,会受到风浪的干扰.此时,船舶航向控制困难,操舵频繁.采用Kalman滤波和模糊自整定PID控制,并基于线性化船舶运动方程的线性时,不变连续时间系统的设计方法得到的船舶操纵控制器,具有抗干扰能力强、鲁棒性好的特点,有效地解决了船舶在风浪干扰条件下的船舶航向控制时的操舵频繁与无效操舵问题.     

Solid Axle and Independently-Rotating Railway Wheelsets - A Control Engineering Assessment of Stability

Block diagram representations of both conventional wheelsets and wheelsets with independently-rotating wheels are developed, with the objective of giving insights from a control engineering viewpoint for studies of actively-controlled wheelsets. The analysis predicts a quasi-kinematic oscillation with independently-rotating wheels which has not been reported before. It also identifies possibilities for control approaches which might be used to stabilise a wheelset without affecting steady-state curving performance.     

一种基于主导风向的风帆偏航控制系统

介绍了基于主导风向的助航风帆偏航控制系统原理。根据风力模型和风帆助航工作原理,分别从风向的正态分布、风力蕴含的总能量和风帆实际利用能量出发,给出了主导风向的计算方法。最后介绍了偏航控制系统的工作流程。     

KVLCC2船-舵系统斜航水动力数值计算

  目的  为了研究船舶在斜航条件下的粘性绕流场,为研究船舶操纵性提供相关依据,  方法  采用商用软件STRA-CCM+,选取SST k-ω湍流模型,对KVLCC2模型在不同漂角条件下的水动力性能、船体流场进行预报。观察船模在不同漂角下的压力分布情况,并对船底涡系脱落及船体表面约束流线进行观测。  结果  结果表明,数值模拟在预报船舶横向力和转艏力矩以及船身表面的压力分布时满足工程应用的要求。  结论  所得结论对研究船舶斜航条件下的流动分离现象具有一定的参考价值。     

船舶低频纯横荡及纯首摇运动数值仿真与分析

以船舶操纵水动力预报为研究背景,利用商用软件Fine/Marine对DTMB5415进行了低频纯横荡及纯首摇运动数值仿真研究。以纯横荡运动幅值为0.064 m试验数据为基准,通过对比不同边界条件设置及其对计算结果的影响分析,得到随体坐标系下船模受到的侧向力及转首力矩,并将仿真计算结果与船模试验结果进行对比,获得较好的参数设置。以该设置参数及边界条件为依据进行后续的纯横荡运动及纯首摇运动数值仿真计算,得到船模所受侧向力及转首力矩。     

船—缆拖曳系统操纵性能分析

为获取拖船在拖曳时的操纵性的变化规律。文章采用MMG船舶运动数学模型的建模思想,建立了六自由度拖船运动数学模型,采用有限差分法,建立了拖缆模型。然后,在此基础上建立将船-缆耦合起来以形成整个系统的运动数学模型,并分别采用龙格库塔方法对船舶运动积分求解,采用后向差分法对拖缆运动进行求解。通过对比仿真计算分析了水面拖船在拖带过程中的加速性能、旋回性能及偏转抑制性能。仿真结果表明在拖船与拖缆的相互影响下,拖船的加速性能和旋回性能有所下降而偏转抑制性能有所增强。     

汽车稳定性控制系统的研究与仿真

在线性二自由度车辆模型基础上,采用直接横摆力矩控制方法,选取质心侧偏角和横摆角速度作为稳定性控制系统的主控变量,设计了三种具有针对性的基于滑模变结构理论的车辆操纵稳定性控制策略——质心侧偏角、横摆角速度和两者联合的滑模变结构控制。在Matlab,Simulink平台上,对三种汽车稳定性控制策略的具体应用进行仿真分析,验证了所设计稳定性控制算法的有效性和鲁棒性。     

车辆横摆角速度估算方法的研究

总结和归纳了车辆横摆角速度估算的方法,给出了基于运动学模型和动力学模型的横摆角速度估算的基本算法．许分析了各种方法的优缺点,指出了横摆角速度估算研究的重要实际意义。     

Chassis integrated control for active suspension,active front steering and direct yaw moment systems using hierarchical strategy

This paper proposes a novel integrated controller with three-layer hierarchical structure to coordinate the interactions among active suspension system (ASS), active front steering (AFS) and direct yaw moment control (DYC). First of all, a 14-degree-of-freedom nonlinear vehicle dynamic model is constructed. Then, an upper layer is designed to calculate the total corrected moment for ASS and intermediate layer based on linear moment distribution. By considering the working regions of the AFS and DYC, the intermediate layer is functionalised to determine the trigger signal for the lower layer with corresponding weights. The lower layer is utilised to separately trace the desired value of each local controller and achieve the local control objectives of each subsystem. Simulation results show that the proposed three-layer hierarchical structure is effective in handling the working region of the AFS and DYC, while the quasi-experimental result shows that the proposed integrated controller is able to improve the lateral and vertical dynamics of the vehicle effectively as compared with a conventional electronic stability controller.     

基于SIMULINK的汽车高速行驶姿态的影响因素分析

基于MATLAB/SIMULINK,以3自由度汽车非线性动力学模型为基础,建立仿真模型对汽车行驶姿态进行仿真研究,并且模拟了汽车在极限行驶工况下的行驶姿态,较低的行驶速度,适当增加侧倾转向系数可以提高汽车的操纵稳定性。前正/后负车轮外倾角可以保证汽车在高速转向/制动时保持一定的恢复横摆力矩,提高行驶安全性。改变侧倾阻尼系数对高速转向的操纵性影响不大而对行驶的平顺性有较大影响。