船舶双水舱减摇系统设计与仿真研究

为了使船舶在固有频率变化时也有好的减摇效果,研究了双水舱减摇系统.使用2个具有不同固有频率的被动式U型减摇水舱能给横稳心高变化范围很宽的船舶提供很好的减摇效果.在建立船舶—双水舱系统模型的基础上,介绍了一种设计双水舱系统的方法,并以一艘滚装船为例,分析设计了一套双水舱系统,并且对装备了单被动式水舱和双被动式水舱的船舶横摇响应进行了仿真分析,通过仿真结果验证双水舱系统相对单水舱系统具有更好的减摇效果.     

船舶舵/鳍联合减摇鲁棒控制研究

为了提高船舶减摇效果,研究了舵/鳍联合减摇鲁棒控制问题.通过提出广义输出干扰的概念,将舵/鳍联合减摇控制系统广义对象的奇异控制问题转化为非奇异标准控制问题,给出了艏摇/横摇耦合运动的线性分式变换模型和广义对象状态空间实现.基于μ综合设计了舵/鳍联合减摇H∞鲁棒控制系统的控制器,并用结构奇异值理论对所设计的系统进行鲁棒稳定性和鲁捧性能分析.通过数字仿真,证明了所设计的控制系统具有良好的减摇效果和鲁棒性.     

减摇水舱在船上的布置问题研究

减摇水舱在船上的布置位置对减摇效果影响较大,特别是在垂直方向的布置对减摇效果有很大的影响,本文基于“船舶-水舱”系统的运动微分方程,详细分析了减摇水舱在船上垂直方向布置对船舶横摇模型质量惯性矩、横摇复原系数、横摇固有频率、船舶横摇运行和舱内液体运动的影响,通过对给定船舶减摇水舱的实例分析,指出了除水舱固有频率和阻尼外,垂直方向布置也是影响水舱减摇性能的主要因素之一,并给出了最佳减摇时水舱垂直布置的条件。     

鳍-桨组合试验装置设计与减摇能力分析

减摇鳍作为一种主要的减摇方式已广泛应用于各种舰船,但是它对零速和低航速航行舰船几乎不起减摇作用,为了解决舰船全部航速范围减摇问题,本文介绍了“鳍－桨组合减摇”试验装置,通过对该装置进行水池试验,并依据试验数据对“鳍－桨组合减繇”试验装置综合减摇能力进行了分析,分析结果表明：鳍－桨组合体可以产生较单纯鳍更大的升力,且具有侧推作用,是一种有效的舰船全部航速范围的减摇方式,该装置为提高舰船全部航速范围的减摇能力提供了一种新思路、新途径。     

主鳍/襟翼鳍船舶减摇联合控制系统的研究

提出了主鳍／补救翼鳍船舶减摇联合控制系统,并对其进行了控制方案的研究,首先对系统进行了建模,根据水动力数据。采用加权最小二乘对扶正力矩进行线拟合。考虑到随机测量误差和测量的工程可实现性,采用卡尔曼滤波器构成系统的状态估计器,并在此基础上,采用ＬＱＧ控制理论,对系统进行了控制规律的设计。     

主动式减摇水舱控制器的设计

主动式减摇水舱是一个相当复杂的系统,控制器的设计是关键.本文运用了李亚普诺夫稳定性原理设计"船舶 水舱 泵"系统的控制器,并对系统进行了仿真分析.结果表明利用控制器控制水舱的单位主动力,可以最大限度地发挥减摇水舱的减摇能力,提高水舱的减摇效果.     

随机海浪作用下的船舶横摇减摇预报方法

介绍了能量等分法建立随机海浪模型的方法,并利用所建立的海浪模型对未减摇船舶横摇运行和安装减摇鳍后船舶横摇运行进行了预报,同时按所要求的性能指标进行了减摇鳍控制器参数的设计,并进行了系统的仿真计算,仿真结果和实船运行结果的比较表明,该方法可用于随机海浪作用下的船舶横摇减摇运行预报。     

组合式船用小型减摇装置

日本石川岛播磨重工公司研制成功的组合式船用小型减摇装置。可将船体横摇角度减少三分之一,尤其是船舶在停泊时减摇效果更好。 此前,控制船体横摇通常采用减摇鳍或减摇水槽,但均要占据较大空间并需要大量的移动水。该组合式船用小型减摇装置是在重物自然摇动的被动控制基础上,采用电动马达的主动控制方式,利用小型控制力获得良好的减摇效果。     

基于摇摆台装置模拟综合减摇系统的方法研究

以船舶-减摇鳍-减摇水舱综合减摇系统为研究对象,分析了引入减摇鳍和减摇水舱后方程的特点,并依据摇摆台模拟船舶横摇运动的原理对综合减摇数学模型进行分析,确定用摇摆台模拟综合减摇系统的方法.针对摇摆台物理模型和综合减摇系统数学模型的特点,确定了减摇鳍扶正力矩的引入方法、摇摆台-水舱模型横摇阻尼力矩系数计算方法以及摇摆台-水舱物理模型的传递函数,使综合减摇数学模型在实验台上实现.通过对比分析综合减摇实验台装置的仿真波形和综合减摇系统理论数学模型的仿真波形以及二者仿真统计数据,可以看出基于摇摆台装置模拟综合减摇系统的方法是可行的,可为综合减摇实验研究提供理论基础.     

非定常流Weis-Fogh机构在零航速减摇中的应用

由于Weis-Fogh机构的仿生机构可以在零航速下产生升力,因此可以用来进行零航速减摇.基于势流理论建立的Weis-Fogh机构升力模型忽略了翼缘的分离涡对翼的作用,所以不能更好地模拟实际流场.因此基于点涡模型建立Weis-Fogh机构升力模型,并对Weis-Fogh机构张开时所产生的升力进行了数值计算.通过对有分离涡的Weis-Fogh机构升力和没有分离涡的Weis-Fogh机构升力之间的对比,发现前者产生的升力远大于后者.最后同实验数据进行了比较,证明该点涡升力模型可以更好地模拟翼上产生的升力.     

可回收鳍式减摇装置

Brown兄弟公司将推出最新一代“海王星”Mark2型可回收鳍式减摇装置。其主要特点是允许工程人员进入该机构内,通过设置的液压千斤顶,极易从上面或下面对用     

基于LMI技术的船舶舵减摇鲁棒控制器设计

针对船舶舵减摇的鲁棒H∞控制问题,研究了一种基于线性矩阵不等式(LMI)技术的鲁棒H∞控制器构建方法。不同于已有的研究成果,假定船舶舵减摇系统模型中存在线性分式不确定摄动,即鲁棒控制问题。在特定的条件下,线性分式不确定摄动可以转化为范数有界的不确定摄动,因此,假定系统模型中存在线性分式不确定摄动具备更强的通用性。结合H∞控制理论和Lyapunov稳定性理论进行系统的稳定性分析,通过LMI技术描述船舶舵减摇的鲁棒H∞控制器的存在条件,该条件可被Matlab软件专用工具箱求解。最后结论,通过Simulink仿真实验证明了文章所研究的求解方法是有效的。     

Magnus减摇装置及其升/阻力特性分析

为了研究基于Magnus效应的船用减摇装置(转子翼)的水动力特性,本文结合美国Quantum公司推出的Maglift型产品,采用ANSYS软件分析了不同航速、转速下转子翼的升/阻特性。建立了转子翼绕流的几何模型,利用ANSYS-CFX对转子翼的升/阻力及升/阻系数进行稳态仿真分析,将得到的升力进行非线性曲面拟合,得到转子翼升力与转速和航速的关系。仿真结果表明:转子翼的升/阻力受航速、转速的影响显著,均随二者的增加而增加;与传统减摇鳍对比,Magnus减摇装置具有更高的升力系数,开展对Magnus减摇装置的水动力分析具有十分重要而深远的意义。     

船舶动力系统智能控制

针对船舶动力系统存在着非线性、不确定性和复杂性,传统的速度调节系统已经不能满足控制需要,作者将模糊神经网络应用到复杂过程控制中去,实现动力系统的智能控制.采用模块建模法建立了汽轮机模型,给出了一种基于模糊神经网络的转速调节系统.并将粗糙集理论与模糊神经网络结合起来,利用粗糙集从观测数据中提取规则,并寻求最小规则集,解决...     

减摇水舱相关参数变化对减摇影响的研究

在被动式减摇水舱的几何尺度确定之后,它的减摇效果主要取决于垂直位置的布置、边舱液位高度和阻尼系数等参数的选取.利用我校研制的船舶减摇水舱试验台架进行了水舱不同垂直位置布置、不同边舱液位高度及不同的阻尼板开度的强迫振荡试验.试验结果表明,垂直位置布置和阻尼系数的变化对被动式减摇水舱的减摇性能影响较大,而边舱液位高度的变化对减摇效果的影响不大.水舱垂直位置布置应高于船舶横摇中心,阻尼板开度应为2/5～3/5.因此在设计和使用减摇水舱的过程中,应该重点注意减摇水舱垂直位置的布置和阻尼系数的选择.     

减摇水舱半物理仿真装置的试验研究

介绍了减摇水舱试验装置,它包括由台架和被动减摇水舱2部分,分析了试验装置模拟船舶横摇运动的方法,通过计算机控制伺服系统驱动试验装置,能够用台架模拟船舶的横摇运动并且验证被动水舱的减摇效果.对试验装置理论模型仿真曲线和半物理装置模型的仿真曲线进行了对比,分析了半物理试验装置的试验曲线.仿真和试验结果可为实船装备被动减摇水舱提供可靠数据.     

集装箱起重机减摇系统的分析与计算

论述了集装箱起重机减摇系统的工作原理，对减摇装置的摆幅，摆动周期和衰减时间进行了计算，并建立了减摇系统的摆动方程。     

船舶纵向下水过程的系统的安全分析

本文针对船舶纵向下水过程中的各项危险隐患加以分析，并用预先分析表的方法提出相应的要求，防止下水过程中各类事故的发生。     

船舶横摇运动的时间序列预报

船舶横摇运动是对船舶航行影响最大的运动,研究船舶横摇运动的建模与预报对于提高船舶适航性、耐波性有重要意义.根据船舶在随机海浪作用下的运动特性,运用时间序列分析方法建立了AR模型,并将其应用于船舶横摇运动时间序列预报,取得了较好的效果.仿真结果表明,预报误差为4.4% 左右.时间序列分析法亦可用于船舶纵摇、艏摇的时间序列预报,该方法在工程中具有很大的实用价值.     

减摇鳍-减摇水舱联合控制器新产品推出

中国船舶重工集团公司第七。四研究所所属衡拓船舶设备公司推出了减摇鳍-减摇水舱联合控制器新产品,使我国船舶高端设备制造迈出了关键一步。据悉,目前国际上尚无同类产品,可以预见,该产品将具备很强的国际市场竞争力。减摇鳍、减摇水舱均为使船舶保持平衡的设备。通常,减摇鳍在航速较高时能有效减小摇摆幅度,但在低航速和零航速时却不适用;