船舶可控被动式减摇水舱的试验研究

可控被动式减摇水舱是一种新型高性能的船舶减摇装置,它是对被动式减摇水舱的一种改进。通过对气体的受力进行分析,推导了气阀的控制方程,在查德惠克U型被动式减摇水舱理论的基础上,建立了“船舶—可控被动式减摇水舱”系统的数学模型,推导了最佳控制策略的理论依据,当横摇角度与边舱液位的相位差成90°时,可控被动式减摇水舱能够得到最大的减摇力矩,减摇效果最佳。通过摇摆台试验确定了水舱模型的固有周期,实现了气阀开启和关闭的最佳控制问题,为实船装备可控被动式减摇水舱提供了试验数据和参考依据。

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.

船舶减摇水舱试验台架横摇运动模拟

本文介绍了由微机控制的船舶减摇水舱试验台架,利用这套试验装置可以实时模拟在规则波和不规则波情况下装备有水舱的船舶的摇摆,这里着重介绍了对船舶影响最大的横摇的模拟,从而为研究减摇水舱对船舶的作用、评估其减摇效果,为研究和设计减摇水舱提供了可靠的依据。

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(英文)

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.

最优控制理论在电液力矩伺服系统中的应用研究

船舶减摇水舱试验台架是研究和设计减摇水舱的重要试验设备,能否准确的模拟船舶在海浪中的运动是设计试验台架的关键。本文设计了用于驱动船舶减摇水舱试验台架的电液力矩伺服系统,针对这一系统设计了最优控制器,仿真结果表明系统具有很好的跟踪性能,系统符合设计要求。

减摇水舱性能晃荡平台试验研究

某型钻井船用减摇水舱尺寸受到严格限制,为了给船用减摇水舱的设计提供参考,开展了减摇水舱性能晃荡平台试验研究.使用减摇水舱试验台架和缩尺比例模型,对U型舱和槽型舱进行了1°、2°、4°激励幅值和55%、70%、85%、100%通透率的扫频晃荡试验研究;对槽型舱进行了65、105、145 mm液位的试验研究.对水舱内液体产生的力矩幅值和相位进行记录分析,总结出合理的水舱结构参数以保证减摇性能.结果表明,水舱在大激励幅值下有更大的减摇力矩和更好的相位性能.对两种水舱增加阻尼板减小通透率可以扩展减摇力矩相位的有效范围.液位变化对槽型舱减摇力矩的幅值和相位都有明显作用.由此得出结论:两种水舱在大激励幅值下性能更加优秀;70%~85%的通透率能够同时兼顾减摇力矩幅值和相位性能;在145 mm液位下两种水舱都有最佳性能.对槽型舱而言,改变液位能够极大地改变水舱的峰值频率适应不同工作情况,但是过低的液位会导致水舱过度阻尼从而对性能产生不利影响.

模糊PID控制器在船舶试验台横摇位置系统中的应用

减摇水舱是一种减小船舶横摇的重要装置,建立船舶试验台是对其进行研究的主要手段.文章针对两自由度船舶试验台横摇位置系统建模中忽略的参数不确定及非线性环节等因素,设计了一种基于模糊逻辑的PID控制器.该控制器能够实现PID控制参数的实时调节,实验研究表明其在实际系统中具有优于常规PID控制器的性能.

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。

基于摆动油缸的电液力矩伺服控制系统设计

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 ,能否准确的模拟船舶在海浪中的运动是设计试验台架的关键。本文设计了用于驱动船舶减摇水舱试验台架的电液力矩伺服控制系统 ,在伺服系统中用摆动油缸代替液压马达 ,并建立了摆动油缸的数学模型 ,仿真结果表明系统符合设计要求。

台架—水舱减摇装置阻尼系数仿真

分析了台架模拟船舶横摇方程参数的方法,依据此原理对船舶—水舱系统数学模型进行研究,求得其横摇阻尼力矩系数.利用缩尺比计算出台架—水舱模型横摇阻尼系数,并针对台架无阻尼项的特点推导了物理系统的传递函数.分析了台架—水舱模型和船舶—水舱模型的仿真曲线,对比其输出统计数据,研究结果表明二者的输出具有一致性.

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。

减摇水舱台架中伺服系统的分析与校正

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.为了准确模拟船舶在海浪中的横摇运动,在台架系统中采用电液力矩伺服系统来模拟海浪力矩.主要对伺服系统进行分析与校正,使电液伺服系统能够正确模拟输入的力矩信号.

减摇水舱试验台架系统无模型自适应控制

结合无模型控制的优点,首次将无模型控制理论应用到船舶减摇控制系统中.减摇水舱试验台架电液力矩伺服系统所采取的控制策略是设计减摇水舱试验台架的关键,针对模型控制策略对非线性系统的控制在应用中表现出的不足和局限性,采用无模型控制律对电液伺服系统控制器进行了设计和仿真研究.仿真结果表明:无模型控制器表现出优良的控制品质,跟踪性能良好,具有结构适应性,系统符合设计要求.

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。

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 。

基于极点配置的减摇水舱试验台架控制系统的研究

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 ,试验台架系统用电液力矩伺服控制系统来模拟海浪力矩。本文研究了极点配置控制方法在电液力矩伺服系统上的应用并进行仿真 。