双喷水推进耦合条件下操舵性能研究

为研究双喷水推进耦合条件下的操舵性能,本文选择某大型喷水推进装置为研究对象,基于两相流数值模拟方法,对不同航速下、不同操舵角度时单/双喷水推进操舵特性开展了数值计算,从流动特征和水动力性能角度探究了单喷水推进在不同舵角时的操舵特性以及双喷水推进耦合对操舵特性的影响。结果表明,单个喷水推进实际操舵力损失和操舵角度有关,和航速关系不大,损失主要由流体飞溅和方向舵本身设计引起;双喷水推进耦合操舵时,每个推进器操舵力优于单个喷水推进,转舵力矩也随之增加。

航行器操舵系统的无刷直流电动机设计

介绍了航行器操舵系统的无刷直流电动机结构 ,对无刷直流电动机设计进行了详细的分析和计算 ,给出了试验结果。试验结果表明 ,该无刷直流电动机的性能优良 。

船舶自适应操舵仪新算法的研究

该文根据传统ＰＩＤ自动操舵仪的不足，提出二种应用辨识与自适应滤波技术、采用一步最优控制律、实现最优操舵的自适应操舵新算法。该算法立足于获取较精确的船舶航向运动数学模型，因此，可望取得较好的控制鲁棒性。

基于线性操舵的Z形操舵算法

在已知船舶K、T、δ的情况下,根据船舶操纵线性响应方程分析了阶跃操舵、线性操舵下船舶的运动,并将其应用到Z形操舵中,预报了船舶的运动.在小舵角情况下,预报结果与实船测试结果一致.该方法亦可用于鱼雷、潜艇的水平面操纵性预报.

比例方向阀控船舶操舵系统压力冲击抑制

船舶比例方向阀控液压操舵系统中,比例阀换向时将产生压力冲击,对液压系统及船舶本身均带来不利影响.针对某船的液压操舵系统,在AMESim中建立了比例方向阀及操舵系统模型,进行了压力冲击仿真,并与实验压力曲线进行了对比,确定了模型的正确性.在此基础上进行了降低比例方向阀换向冲击研究,采用放大器输出电流优化方法,确定了输出电流为抛物线形时阀换向压力冲击较低.实验研究结果表明:采用AMESim建立的比例方向阀控操舵系统压力冲击仿真模型与实际系统基本符合,优化电流法降低压力冲击效果明显.

L型吊舱推进器直航及操舵工况水动力性能试验研究

针对L型吊舱推进器的结构特点自行研发了一套水动力性能测量装置,并利用船模拖曳水池实验室对其敞水性能进行了试验研究.试验测量了直航状态下进速系数在0~1.3内的螺旋桨推力、转矩以及吊舱推进器单元整体的推力和侧向力等相关性能,并对3个不同进速系数下L型吊舱推进器以0.139 6rad/s的操舵速率进行动态操舵时的螺旋桨及吊舱整体的水动力性能与静态操舵时的水动力性能进行对比.研究发现,右旋桨L型吊舱推进器在向右动态操舵时螺旋桨整体上的推力要较静态操舵状态的大,而转矩偏小,吊舱单元整体受力变化较为复杂.

船用操舵系统负载模拟装置的研究

提出了船用操舵系统负载模拟装置的总体方案。为了克服拟舵面大惯量负载的困难，采用了液压惯性加载系统。利用键图建模和仿真方法对该系统进行了详细的仿真分析，通过系统综合仿真和试验研究，验证了液压惯性负载模拟方案的可行性。

喷水推进船舶操舵控制系统建模及同步控制

喷水推进是一种广泛应用的船舶推进技术。论文首先分析喷水推进操舵控制系统各个环节的功能,并对某船舶喷水推进操舵机构进行建模。然后将操舵机构实际运动采样值与模型输出值进行对比,验证了模型的有效性。同时对提出的左右操舵机构运动同步控制策略进行实验验证,结果表明,此策略的加入对左右操舵机构运动的同步性能有明显提高。

喷水推进操舵控制系统干扰观测器设计

介绍了喷水推进操舵控制系统的工作原理,对某船舶喷水推进器中的操舵控制系统进行了建模,设计了负载干扰观测器.仿真结果表明,基于干扰观测器的2自由度控制能够提高操舵系统的抗强干扰性能.

蓄能器在舰船液压操舵系统中抗冲击作用仿真

在介绍基于Modelica语言和规范的多领域物理统一建模工具MWorks的基础上,进一步对其采用的蓄能器数学模型的形式进行归纳,给出在仿真过程中采用的蓄能器的基本模型、改进模型以及关于时间常数τ的讨论。在以往建立的舰船液压操舵系统的仿真模型中,增加蓄能器模型,进行两种模型中换向阀进、出口压力值的对比。仿真结果表明,蓄能器在系统中起到抗液压冲击的作用,能够大大降低系统换向时阀口的压力峰值。

船舶航向模糊自整定操舵控制器的研究

船舶航向操舵控制是个典型的非线性系统,而工程上经常使用的常规PID(Proportional Integral Differential)控制器则为线性控制,至于模糊控制虽为非线性控制,但稳态精度不高。将常规PID控制与模糊控制相结合,基于Norrbin非线性系统模型和模糊自整定PID控制器的设计步骤,提出一种新的船舶航向控制算法,即船舶航向模糊自整定操舵控制器,并针对5 446标准箱的集装箱船舶,用Matlab进行了仿真计算。仿真结果表明,该控制算法可以使船舶航向控制从动态和稳态上都具有较好的精度,跟踪响应迅速,超调量小。

全局滑模控制方法在喷水推进操舵系统中的应用

介绍了喷水推进操舵控制系统的工作原理,利用系统辨识方法得到某船舶喷水推进器的操舵控制对象的传递函数模型.设计了干扰观测器和全局滑模控制器,并证明了全局滑模态的存在和闭环系统的渐进稳定性.仿真结果表明,观测器对外部干扰具有较高的估计精度,基于全局滑模控制方法的操舵系统兼具良好的跟踪性能和较强的鲁棒性.

前轮操舵驱动移动机器人前后轮横滑刚度测量

通过对移动机器人进行平面运动动力学及运动学分析,建立平面运动移动机器人稳态圆运动动力学方程组;结合前轮驱动电机编码器、舵电机编码器以及机架陀螺仪分别采集到的前轮移动速度、舵角和机器人本体偏摆角速度,利用牛顿-拉夫森方法对动力学方程组进行求解,得到机器人前后轮的横滑刚度。研究结果为轮式移动机器人横滑特性及动力学研究提供了一种简单有效的手段,对路径跟踪研究也具有一定的参考价值。

无阀电液伺服操舵装置的单神经元自适应PID控制研究

针对无阀电液伺服操舵装置参数慢时变的非线性控制问题,提出了一种基于单神经元的自适应PID控制方案。该算法以即刻误差评估函数为控制目标,采用最小梯度下降法,推导出单神经元连接权值的自适应调整算法,并使用Matlab/Simulink进行了对比仿真,仿真结果表明:单神经元自适应PID控制算法在提高操舵装置的动态特性以及适应参数变化方面优于常规PID控制算法,对提高操舵装置控制品质具有指导意义。

潜艇操舵系统噪声综述

操舵系统噪声是潜艇隐身工况下的主要噪声源之一。首先结合操舵系统构成,从舵叶、传动装置以及舵液压系统3个方面,梳理各组件噪声源,提出减振降噪设计措施。然后,从使用维护角度给出低噪声操纵的使用建议。舵液压系统是操舵系统的驱动设备,也是主要噪声源,将舵液压系统噪声源按照运行稳态和瞬态工况划分为6大类,重点分析噪声作用机理及其控制措施。最后,指出基于直驱式伺服控制原理的新型电液操舵装置是未来发展趋势。

一种自适应自动操舵系统

本文用自适应控制理论设计了一种自适应自动操舵系统。由计算机仿真、实物联调和实船试验及使用结果表明,这种操舵系统具有良好的操纵性能。

操舵数据记录电路设计与实现

针对船舶运动建模和操舵控制算法研究验证的需要,设计了一种操舵数据记录电路,以获取舰船实际的操舵数据进行操舵控制研究。对操舵数据记录电路进行了分析,通过微处理器电路和存储SD卡电路设计并移植嵌入式文件系统管理记录数据文件,实现了操舵数据的实时记录。试验表明:操舵数据记录电路是可行的,记录的操舵数据是正确的。

船用操舵装置系统架构方案的综合评价方法研究

以某船用操舵装置为研究对象,提出了4种可行的操舵装置系统架构方案。综合可行系统架构方案的优缺点,基于用户需求,定性缩小了方案定量评价的范围。应用改进质量功能配置方法从用户需求权重值确定、设计指标权重值确定和多目标方案综合定量评价三个方面对方案进行了定量比较,并通过试验验证了方法的可行性和正确性,为操舵装置系统架构方案的综合评价提供了一种正确可行的实用方法。

基于ARM的随动操舵控制系统的研制

针对国内随动操舵仪技术比较陈旧的问题,设计基于ARM的随动操舵控制系统,实现手动操舵、随动操舵、手随动操舵切换等功能的同时,新增与数字显示仪表的接口功能。

基于CMAC的船舶操舵系统负载模拟器复合控制

利用键合图建模与仿真方法 ,建立了某船舶操舵系统负载模拟器与操舵系统联动的扩展键合图模型 .针对多余力严重影响施力系统动态加载性能的特点 ,提出了基于 CMAC神经网络的复合控制来提高施力系统的动态加载性能 ,并给出了具体的控制结构和算法 .通过对系统的动态仿真表明 。