混合驱动水下滑翔器滑翔效率及优化研究

续航力与水平速度均是水下滑翔器的重要性能指标。文章以单位重量滑翔器、单位水平速度所耗功率作为滑翔效率的评价指标,给出了混合驱动水下滑翔器滑翔参数最优解寻求的数学方法。文中以一典型滑翔器为例,针对其多种工况(无桨、桨不转、桨随动和桨工作),利用CFD预报了所需的流体动力系数,然后分别给出了它们最优的滑翔参数。研究结果表明,该评价指标物理意义明确,优化方法简单,对工程设计具有很高的参考价值。     

存在饱和输入的欠驱动船舶航迹跟踪控制

针对控制输入存在饱和限制的欠驱动船舶的航迹跟踪问题,提出鲁棒饱和控制方法。以船舶纵向速度和艏向角速度为虚拟输入,设计饱和运动学控制器,并引入二阶滤波器形式对控制器进行简化;利用反步法并引入Nussbaum型函数,设计饱和动力学控制器,以实现对任意光滑航迹的跟踪控制,并保证跟踪误差收敛至零点附近的一个有界区域内。仿真算例验证了设计方法的有效性和鲁棒性。     

带扰动观测器的船舶轨迹跟踪自适应动态面滑模控制

针对遭受未知外部环境扰动的三自由度全驱动船舶轨迹跟踪控制问题,设计一种带扰动观测器的自适应动态面滑模控制方法。该方法构造扰动观测器估计未知扰动,并对控制量进行前馈补偿,采用σ修正泄漏项的自适应律估计扰动观测误差的界以提高控制精度,结合动态面技术解决传统反演法的微分爆炸问题,并选取李雅普诺夫函数证明该控制器可保证闭环系统内所有信号的一致最终有界性。基于一艘供给船舶进行仿真试验,结果表明,所设计的控制器输出合理有效且跟踪精度高,在工程实际中具有一定的参考价值。     

吸盘式挖泥船全电力驱动系统设计

本文根据某吸盘式挖泥船的使用要求,设计了全电力驱动系统方案。对配电系统方案、变频驱动系统方案和谐波处理方案进行了详细分析。与当前典型的挖泥船变频驱动系统方案相比,本文提出了一种新的更加经济的系统方案,并在实船已成功应用。     

永磁同步电机直接转矩控制的建模与仿真研究

为了研究永磁同步电机直接转矩控制系统的动态性能,利用Matlab/Simulink建立了永磁同步电机直接转矩控制模型,并对电机的启动性能以及负载为阶跃输入情况进行了仿真分析,仿真结果表明所构建的系统模型动态过程符合实际调速系统运动过程。     

超大型半潜船船体结构直接计算设计研究

借助直接计算设计技术,结合依托半潜船型自身特有的结构布置、特殊的不确定性重载以及较高的压载舱设计附加压力,由现行规范规则出发,从船体总纵强度、横向强度、最大变形和振动共计四个方面详细阐述超大型半潜船船体结构设计,为超大型半潜船的设计研发提供基础。     

AFE变频驱动技术在科考船上的应用研究

为获得优越的操纵性能,科考船往往采用大功率变频装置来驱动电力推进系统。与此同时,科考船电站装机容量普遍较小,电力推进系统负荷占比高,变频装置的引入会引起电网电源品质的下降,严重时会影响其他电气设备的正常工作。对此,应结合船舶实际情况,将作为上述问题解决方案的有源前端(AFE)技术,纳入到统一的工程应用研究范畴,掌握工作原理,摸清技术优势,对于潜在的技术风险点,需提出针对性解决措施。     

直接通电式消磁的船体电阻计算方法研究

为了实现直接通电式消磁的船体电阻计算分析,提出了一种船体电阻仿真计算方法,编写了计算船体电阻的程序。对一些典型舰船的船体电阻进行了仿真计算,并与实际结果进行比较。数值仿真结果和实际结果比较表明,所提出的直接通电式消磁的船体电阻计算方法能较好地计算船体电阻,验证了所提出计算方法的可行性。所得结果对直接通电式消磁的船体电阻计算具有一定的理论指导意义。     

船舶电力推进永磁同步电机SVM-DTC控制系统优化

针对船舶电力推进永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制系统存在较大转矩脉动问题,论文提出了一种基于双PI的空间矢量调制(SVM-DTC)直接转矩控制新策略。该控制策略通过空间矢量调制合成电压矢量,代替传统开关表与滞环比较器,采用两个PI调节器分别对电压矢量角度与幅值进行控制,在保持系统结构简单的基础上,显著地减小转矩脉动,具有较强的鲁棒性,改善了船舶电力推进系统中永磁同步电机的稳态性能与动态性能,优化效果明显。仿真结果证实了该控制策略的有效性。     

大深度浮力驱动式水下运载器的浮潜运动研究

基于模型试验,对大深度浮力驱动式水下运载器的上浮运动进行研究与分析,基于数值仿真,提出大深度浮力驱动式水下运载器浮潜运动的快速预报方法,并将预报结果与模型试验结果进行对比,证明快速预报方法的准确性。使用快速预报方法,针对水下运载器比重变化、流体密度变化、水下运载器初速度以及水流扰动4种因素对浮潜运动的影响进行研究.此外,对水下运载器作六自由度运动时所受的水动力进行计算,为后续的六自由度运动预报和研究提供基础。