拖网渔船曳纲绞车速度控制液压系统的设计和仿真

曳纲绞车作为拖网渔船中的重要部分,对捕捞效率有着直接影响。绞车主要工作过程为放网、拖网、收网。在拖网和收网过程中,由于渔获量增加或渔船转向和海况的影响使负载时刻发生改变,尤其在负负载工况时,需要避免负载的变化对流量的影响,否则会影响网具的速度。而常用的压力补偿器和平衡阀的组合解决负负载工况时的速度控制方案会存在参数不匹配、增加系统局限性、系统稳定性不足等问题。为了更稳定地解决系统负负载工况时的系统背压问题,并且还能达到速度控制的目的,提出在拖网渔船曳纲绞车系统中加入双压力补偿器的液压控制系统,以稳定进出油口的压力,既保证了系统负载变化时的速度控制,也保证了系统的稳定性。使用AMESim软件仿真分析了在负负载工况时该系统的速度控制,结果表明此液压系统在负负载工况下可以对液压绞车进行速度控制。

拖速和曳纲长度对南极磷虾中层拖网网位的影响

利用2015年2—7月随青岛远洋捕捞有限公司南极磷虾(Euphausia superba)大型中层拖网渔船"明开轮"赴南极南舍得兰群岛水域执行农业部南极海洋生物开发利用项目期间收集的网位(D)、网口高度(H)、曳纲投放长度(L)和拖速(V)等数据,分析了拖速和曳纲长度对拖网网位和网口高度的影响。本研究中,网口高度定义为网口上下纲深度之差;网位定义为网口中心位置水深。根据渔船作业习惯和虾群群体特点,曳纲投放长度范围138~258 m,每档间隔20 m。拖速1~3 kn,间隔0.5 kn。结果表明:(1)网口高度变化范围为13.6~24.1 m,网位水深变化范围为50~70 m;(2)作业过程中,南极磷虾拖网网位变化主要由曳纲长度决定,曳纲从138 m开始投放时,每增加20 m,网位平均下降深度约1.9 m,网口高度平均减小1.1 m,曳纲长度对网位和网口高度均产生极为显著的影响(P<0.01);(3)拖速由1.0 kn变化至3.0 kn时,网位平均上升速率约2.9 m/kn,网口高度平均减小速率为2 m/kn,平均降低19.8%,拖速对网位和网口高度的影响显著(P<0.05);(4)不同曳纲长度时的各拖速区间内的平均网位变化速率呈先减小后逐渐增大的规律。本研究结果不仅可为南极磷虾渔船船长根据虾群的群体大小、水层变化及其与网具的位置关系,适时调整曳纲长度和拖速,使网位到达预设水层,实现瞄准捕捞提供参考,还可为研究南极磷虾拖网网具性能的优化以及南极磷虾拖网网具设计的改进提供基础资料。

曳纲绞车液压系统的设计及控制研究

曳纲绞车作为拖网渔船捕捞作业绞车中最为重要的绞车,其在保证拖网网口扩张、调整网口形状等方面有着重要作用。该研究设计了一套拖网渔船曳纲绞车液压系统,并建模分析系统在不同拖网工况下的速度控制、张力控制性能。结果表明所设计的拖网渔船曳纲绞车液压系统能够满足在不同拖网工况对曳纲速度及张力的控制要求。

悬垂曳纲着地端距拖网渔船船尾间水平距离的确定

该文介绍根据悬垂曳纲曲线方程式，通过三种数学推导方法所求得的计算悬垂曳纲着地端距拖网渔船船尾间水平距离的数学公式，并以实例计算给出当前实用情况的参考数据。公式的形式为：Ｒ＝Ｓ·ｌｎ或者Ｒ＝。数学表达式不尽相同，但利用它们计算上述水平距离的数值结果完全一致。文中并对曳纲在水中的质量变化系数提出了数学推导方法。文中所及虽指渔船拖网工况，但所得算式亦可用于船舶拖载、系缆、锚泊等类似情况。

拖网渔船曳纲的运动建模及仿真

在拖拽系统水动力理论研究的基础上,根据集中质量法建立曳纲的三维动力学数学模型,将曳纲在空间上离散为一系列节点,同时忽略曳纲的扭转、抖动等,计入张力、重力、浮力和流体阻力的作用,建立曳纲的动态运动数学模型,并通过四阶龙格库塔方法积分求解,得到曳纲的位置和速度信息,最后利用三维图形引擎OSG(Open Scene Graph)实现拖曳系统的三维可视化。数值计算结果与相关试验数据比较表明,曳纲模型的求解方法是可靠的,同时又保证了仿真的实时性。

精细积分法在曳纲动态仿真中的应用研究

为实现拖网渔船曳纲的三维动态仿真,采用集中质量法建立曳纲的水动力数学模型,将曳纲在空间上离散为一系列质量点,这些点通过无质量弹簧相连,忽略曳纲的扭转、抖动等,根据牛顿第二定律建立曳纲运动控制方程,通过指数矩阵精细积分法对曳纲的非线性动力学微分方程组进行求解,得到曳纲的位置和速度信息,从而进行曳纲动态可视化。该数值方法具有很高的精度和效率以及较大的适用范围,数值计算的结果与相关实验数据比较证明了该方法的有效性。

拖网曳纲动力学问题的研究

本文从动力学基本方程式出发,根据拖网运动的特点列出曳纲动力学的微分方程组,并详细阐述了拖网处于不稳定运动时曳纲形状、张力和速度的计算方法,且举例给予说明。

拖网曳纲渔获量自动检测装置的电路设计

一、前言目前,我国机帆渔船在海洋捕捞作业中,一般是根据渔业人员的实际经验,估计渔获量多少并决定是否起网,因此起网的盲目性很大。过早起网,网中渔获量少,生产效率降低;起网过迟,则易造成破网或丢网或由于负荷过高而损坏甲板机械。因此,在捕捞过程中,实现自动检测渔获量已成为急需解决的课题。

曳纲张力监测及其监测仪的研制

根据拖网渔业的需要,在80年代中期,我们进行了曳纲张力监测技术的研究。提出“曳纲张力瞬间过载非警”监测原理,据此原理设计了“危害性过载识别系统”,并研制成LJ—A型、LJ—B型曳纲张力监测仪,填补了国内空白。该仪已获得国家专利。

拖网曳纲长度监测技术的研究

曳纲长度监测是拖网作业的重要生产操作技术,目前,国内仍是沿用人工目测.我们提出一种全新的曳纲长度监测方法.并应用现代电子技术设计了“曳纲长度差幅监测系统”,在此基础上研制成功YCJ—1型曳纲长度监测仪,填补了国内空白.

曳纲形状和张力计算

本文将曳纲看作为柔索,把钢丝索曳纲在动水槽试验中所求得的水动力系数C_x、C_y、C_z和柔索平衡方程式相结合,建立求解曳纲形状和张力的常微分方程组,并利用电子计算机对这组方程式进行数值解,从而求得曳纲在水下的形状和张力。经过与网位仪在海上实测的数据相对照后,情况是令人满意的。

拖网曳纲力学计算的研究

曳纲是拖网渔具中的重要组成部分，对曳纲进行力学计算，不但对于研究拖网渔具，而且对于拖网作业水层都是十分必要的。本文阐述了拖网船匀速直线运动时曳纲作为平面问题和空间问题以及加速运动时的情况，并将计算结果进行比较和分析。

数字式曳纲倾角仪

数字式曳纲倾角仪,是专为测量网具在研究与实船测试中曳纲的倾角参数的。本文介绍的该仪器,在设计上有其先进的特色——线路简单、实用,对网具的应用和研究有一定价值。

一种曳纲自动控制装置

日本长野计量器制作所设计了一种LTH型曳纲控制装置，它可以自动测定左右舷曳纲的张力和曳纲放出的长度，测定的结果由船桥及绞车控制室的指示计上表示出来。

拖网曳纲张力计算

拖网曳纲在绞收过程所受到的张力大小是选择曳纲的主要参数之一。生产实践证明,仅仅根据绞车绞收曳纲时所产生的张力大小来选择曳纲是不够完整的,应综合考虑拖网、曳纲、水深等多种因数来计算曳纲张力,才能具有接近生产实际的现实意义。全苏海洋渔业与海洋学研究所(?)、A、PACYLEB等专家曾做过多年研究,获得了较完整的计算方法。现作如下介绍:

渔船拖网绞车张力自动控制系统设计及试验

为了补偿拖网渔船作业过程中绞车纲绳张力波动或渔船转向造成的负载不对称性,保持网具良好的开口形状,基于电液控制技术设计了拖网张力自动控制系统。对拖网曳纲张力采集方法进行了研究,采用油压力传感器间接测量拖网左右曳纲张力数据作为输入信号,传输到控制器进行逻辑运算,控制先导溢流阀调整马达溢流压力,改变绞车输出扭矩,从而驱动拖网绞车收、放来控制左右曳纲张力,达到系统动态平衡。并基于实验室虚拟仪器工程平台(laboratory virtual instrument engineering workbench,Lab VIEW)对系统软件进行了设计,实现绞车张力控制系统的参数设置与控制管理。为了验证系统的张力控制特性和实用性,对系统进行了海上应用试验,在张力自动控制模式下,拖网绞车根据渔船航速和水流自动调节收放网速度,减少作业过程中曳纲张力波动。拖曳过程中拖网曳纲长度范围为350~490 m,绞车曳纲张力范围为118~148 k N,对应系统压力为2.3~2.7 MPa,渔船平均拖速为5.6节。试验结果表明,左右曳纲张力差在合理范围内,系统能很好调节曳纲张力大小,为渔船安全生产提供了保障;启用张力控制系统后网口面积比未使用张力控制系统前增大了9.5%,有效调整了网口扩张,提高了捕捞效率。

渔船拖网绞机恒张力控制系统的设计与仿真

针对拖网捕捞作业中较难保持曳纲张力恒值的问题,设计并搭建了基于模糊PID控制的渔船拖网绞机恒张力控制系统。在对渔船拖网绞机传动原理研究的基础上,建立恒张力控制系统的传递函数,构建模糊PID控制器,通过控制拖网绞机转速而调节曳纲张力。介绍了系统硬、软件的构成,并利用MATLAB进行仿真验证。仿真结果表明,模糊PID控制能在0.8 s内实现曳纲张力恒值,并能在收到干扰后0.7 s内恢复到之前的稳定状态,性能优于传统PID控制和模糊控制。研究表明,基于模糊PID控制的渔船拖网绞机恒张力控制系统具有系统响应快、超调量小、鲁棒性强等特点,能够有效地保持曳纲张力恒值,提高捕捞效率,具有较强实践指导意义。

拖网绞车波浪补偿系统设计

拖网渔船作业过程中由于波浪升沉力作用或渔船转向导致拖网曳纲张力不断变化,影响网口形状和捕捞效率,张力变化过大时会影响船舶及捕捞设备安全。基于电液控制技术设计了拖网绞车波浪补偿控制系统。渔船随着波浪上下起伏的情况下,系统通过调节拖网绞车液压马达高压口溢流压力,改变液压马达两油腔口压力差,实现对网具曳纲张力的闭环控制,保持拖网绞车曳纲张力恒定。通过系统设定拖网绞车安全张力控制拖网绞车收放曳纲,将网具保持在相对稳定的水深。并基于LABVIEW对补偿系统软件进行了设计,实现绞车张力控制系统的参数设置与控制管理。应用结果表明,系统根据拖曳海况能够有效调节曳纲张力大小,保持拖网曳纲张力控制在正常范围内,为渔船拖网作业提供安全保障。

双拖网网口扩张的估算方法

本文用计算确定双拖网曳纲的空间形状与张力,估算在一定拖速下两船间距、水深与网具水平扩张的关系。根据模型试验测出的水平与垂直扩张值,换算出双拖网网口高度并与实测结果比较。可针对各级渔轮和生产条件,广泛计算并列出图表,以便在生产中用于双拖网调整。