航行状态下减摇水舱减摇能力仿真研究

本文根据“船舶-水舱”系统的运动模型,研究被动式减摇水舱在航行状态下的减摇能力。分别在不同海况、航速以及航向等条件下进行仿真,总结出水舱在不同航行状态下的减摇规律。并分析了可控被动式水舱的控制机理,为研究水舱的控制策略奠定了基础。     

减摇水舱试验台架监控系统

本文简要介绍由微机控制的减摇水舱试验台架监督控制系统，利用这套装置可以实时模拟规则波和不规则波情况下带有水舱的船舶摇摆，从而研究减摇水舱对船舶的作用，评价其减摇效果，为研究和设计减摇水舱提供可靠的数据。     

减摇水舱试验台架横荡系统研究

船舶减摇水舱试验台架是研究和设计减摇水舱的重要实验设备,准确模拟船舶在海浪中的运动是设计试验台架的关键。目前试验台架研究的仅是单纯横摇,如果考虑了横荡的基本轨圆运动,以及相应的横摇与水舱内液体加速度的耦合,则船的横摇运动更符合实际情况．本文对横荡运动进行了理论分析,并将PID控制方法应用于模拟横荡运动的电液位置伺服控制系统中,仿真结果表明系统具有良好的跟踪性能．符合设计要求．     

鲁棒H∞控制理论在舵减摇中的应用

针对船舶舵减横摇控制系统的非最小相位特性,提出了基于正实性设计思想的鲁棒H∞设计方案.分析了系统的性能要求和舵机对舵角和舵速的限制,给出了权函数选择的详细过程,设计了舵减摇的H∞控制器.考虑了系统模型可能存在的不确定性,将鲁棒H∞设计结果与传统的PID设计结果进行了对比.仿真结果表明,所设计的舵减摇H∞控制系统不但取得了很高的减摇效果,而且具有很好的鲁棒稳定性;而传统的PID控制系统在对象模型存在摄动时,会导致系统不稳定,鲁棒性很差.     

U型减摇水舱实验研究

本文讨论U型减摇水舱模型的摇摆台实验。通过实验确定了水舱模型的重要特性参数,很好地解决了实现U型减摇水舱最佳控制的关键问题,并用实验结果验证了水舱模型的减摇效果。     

减摇水舱模拟台研究与进展

模拟台是研究减摇水舱时进行水舱性能模型试验必不可少的试验设备，本文分析了减摇水舱模拟台的工作原理，并给出了模拟台的研究与进展情况，指出当前减摇水舱模拟台的发展方向是船舶减摇技术与仿真技术相结合，最后指出了模拟台研究中的关键技术。     

减摇水舱试验台架系统PID控制算法的研究与实现

船舶减摇水舱试验台架是研究和设计减摇水舱的重要试验设备，准确模拟船舶在海浪中的运动是设计试验台架的关键。本系统用电液力矩伺服控制系统来模拟海浪力矩，采用PID算法进行控制，其仿真结果符合要求。     

DSP与PC机串行通信在减摇水舱试验台架控制系统中的应用

针对TI公司的TMS320LF2407，在详细描述其串行通信接口和模块的基础上，结合减摇水舱试验台架控制系统．介绍了实现DSP与PC机串行通信的设计方法．并给出了相关的框图和程序。     

基于CFD的减摇水舱流体仿真

研究海洋救助船水舱稳定性优化问题,减摇水舱是最有效的减摇装置之一,可在全航速下实现船舶横摇减摇,通常是在台架和实船实验中验证水舱性能的直接有效性,但是耗时长,造价高,针对以上实验的局限性,提出采用CFD流体软件分析水舱的特性.减摇水舱内气体和液体运动是一种典型的VOF气液两相模型,通过对海洋救助船水舱模型建模,分析了水舱内阻尼板布置不同对水舱产生的最大对抗力矩调节,对抗力矩与横摇运动之间相位差以及水舱固有周期的动特性进行仿真.仿真结果表明,减摇水舱流体优化准确性能够满足平衡性要求,为水舱的设计提高有效的依据.     

舵/鳍联合减摇的H∞控制方法

针对舵/鳍联合减摇控制系统的特点,提出了一种新的基于正实性设计思想的H∞控制方案,并根据设计结果对控制器参数进行了综合调节.采用H∞混合灵敏度设计方法,从基本的性能要求和鲁棒稳定性要求出发,对舵减摇控制回路和减摇鳍控制回路进行了设计,并且详细地给出了各个权函数的确定过程.在设计过程中不但考虑了舵机和鳍机的非线性限制,还分析了Bode积分定理对性能的约束条件,在系统的性能和控制输出之间进行了折衷,给出了一组最优的设计结果.仿真结果表明,所设计的H∞控制系统在相应的频带内具有指定的性能,系统在不同海况,不同遭遇角时,都取得了很高的减摇率.而且在对象存在摄动的情况下系统仍具有最优的性能和很好的鲁棒稳定性.     

可控被动式减摇水舱气阀控制规律仿真研究

可控被动式减摇水舱是世界上成功使用的减摇装置之一,气阀控制规律是决定可控被动式减摇水舱减摇效果的关键因素.本文推导了最佳控制相位的理论依据,对气阀开启和关闭时刻的选取进行了详细研究.对不规律波作用下的"船舶-可控被动式减摇水舱"系统进行仿真研究,结果表明控制规律是行之有效的,在各种浪向和航速下都能够获得较好的减摇效果,从而最大限度地发挥了可控被动式减摇水舱的减摇能力.     

减摇水舱试验台架横摇阻尼系数的试验研究

针对某型船舶横摇运动数学模型,依据缩尺比通过硬件和软件相结合的方法在减摇水舱试验台架装置上实现对该船舶横摇运动的模拟。应用角度传感器数据对台架摇摆的机械摩擦阻尼进行计算,并结合角速度传感器数据来模拟台架横摇阻尼力矩;通过台架横摇试验,绘制了力矩和角度试验曲线。对试验曲线的分析可知,应用传感器确定的台架阻尼系数能够满足台架模拟船舶横摇运动的要求。     

基于半周期预测的减摇水舱控制方法及验证

可控被动式减摇水舱能够通过气阀控制空气连通道延长了水舱的固有周期,实现宽频船舶横摇减摇.关阀时刻和关阀时间与船体横摇运动规律相关,由于船体在海浪中的随机运动难以准确计算.小波神经网络的半周期预测控制方法,预测船体横摇的下一个半周期,实时计算控制参数,拓宽减摇频带.通过半实物仿真验证,较传统的方法减摇性能有明显提升.     

减摇水舱台架试验中海浪的实时仿真和频谱分析

本文给出了长峰波海浪仿真和波倾角频谱的理论基础进行了频谱分析。结果符合要求,为进一步研究水舱减摇打下了基础。     

减摇水舱台架试验中海浪横摇力矩及横荡力的实时仿真

本文给出了一种用于船舶的横摇力矩及横荡力的实时仿真方法,并用于船舶减摇水舱台架试验中作为上位机给定信号,仿真结果表明该方法能够满足实时仿真的需要。     

基于DSP的液压伺服系统H∞控制研究

以高速开关阀控液压缸的液压伺服系统为基础,分析和建立了复杂的非线性液压伺服系统数学模型,采用TMS320LF2407A DSP芯片为主处理器,提出了一种智能鲁棒H∞控制方法。仿真结果表明,该控制策略与常规的PID控制比较,能很好地跟踪期望输出,响应速度更快,过渡时间更短,基本上能实现系统的无差控制。     

基于H∞的船舶多变量控制系统设计

针对舵减摇系统的特点,提出了一种新的H∞设计方案。对舵减横摇控制回路,采用H∞混合灵敏度的设计方法,在设计过程中分析了Bode积分定理对性能的限制条件,给出了一组最优设计结果。对艏摇控制回路,采用常规的负反馈设计方法设计了航向控制器。对整个系统进行的综合仿真表明,所设计的舵减摇系统满足性能要求,而且在不影响艏摇角的情况下,取得了很离的减摇率。     

基于H∞的舶舶多变量控制系统设计

针对舵减摇系统的特点,提出了一种新的H∞设计方案.对舵减横摇控制回路,采用H∞混合灵敏度的设计方法,在设计过程中分析了Bode积分定理对性能的限制条件,给出了一组最优设计结果.对艏摇控制回路,采用常规的负反馈设计方法设计了航向控制器.对整个系统进行的综合仿真表明,所设计的舵减摇系统满足性能要求,而且在不影响艏摇角的情况下,取得了很高的减摇率.     

H∞回路成形方法在航空发动机控制中应用及验证

引入了基于频域理论的H∞回路成形方法对航空发动机进行控制器设计,有效地克服了类似于LQG的传统时域方法设计过程不透明的缺陷;为了提高控制器设计效率和准确性,在设计过程中,设计了一种能自动搜寻满足要求的权函数参数的方法,同时对传统的控制结构进行了改形,改善了控制器性能;为更充分对控制器性能进行验证,在设计的航空发动机数控系统快速原型化实时仿真平台上进行了仿真,证实了所设计的改型后的H∞回路成形控制器在航空发动机控制上所具有的良好的性能。