船舶回转过程中的舵鳍联合MPC控制

海浪和海风会加大船舶在回转过程中产生的横倾,降低设备和人员的效率.为此,本文设计了基于干扰速度补偿的模型预测控制器来减小回转过程中产生的横倾和横摇.不同于直航状态下的联合减摇控制,针对回转过程会造成运动方程产生更大不确定性问题,采用扩张状态观测器对运动方程的变化和外部扰动进行估计,并将估计结果直接引入到模型预测控制所产生的控制量中.通过遗传算法实现控制力/力矩到舵角和鳍角执行量的最优分配.通过数值仿真和船模试验对所设计的控制策略进行了验证,结果显示,可以使船舶横倾和横摇限制在要求的安全包络之内.

基于改进体积力方法的实尺度船舶回转运动数值仿真

论文采用CFD方法结合重叠网格技术对船舶的回转性进行了仿真,采用自研CFD软件HUST-Ship求解RANS方程和物体的6自由度耦合运动。RANS方程采用有限差分法和PISO算法求解,湍流模型采用(SST)k-ω模型。还采用了基于UBET方法的改进体积力方法。对一艘43.4m长的高速巡逻艇在实尺度雷诺数下的回转运动进行了数值仿真,避免了尺度效应对计算精度的影响。将计算结果与实船试验数据进行对比,误差较小,表明了自研的CFD软件计算实尺度船舶回转运动的结果是可靠的。

Kalman滤波在MEMS陀螺仪测量船舶回转率中的应用

针对实验室条件下微机电系统(MEMS)陀螺仪测得的船舶回转率数据波动较大的问题,对采集到的原始信号进行平均滤波和校正零偏等预处理,再利用设计的Kalman滤波器实现进一步滤波,实验发现船舶回转率发生变化的情况下,Kalman滤波器响应滞后不再适用,在此基础上改进并提出了一种简单有效的自适应Kalman滤波方法。经实验验证:所设计的自适应Kalman滤波器是有效可行的,能够在实现数据滤波的同时较好地满足动态性能。

船舶回转运动硬件在环模拟测量系统设计

针对实验室条件下无法获得实际的船舶回转运动,MEMS陀螺仪无法测得实际的船舶回转率问题,设计并构建硬件在环模拟测量系统,系统接收来自船舶运动模拟器的数字航向信息,驱动物理转台旋转以模拟船舶回转运动,MEMS陀螺仪通过测量转台的旋转角速率来实现对船舶回转率的测量,测量结果能够较好地吻合模拟器输出的数字航向信息,证明系统能够模拟船舶回转运动并且可以测得回转率。

扰流板对高速巡逻艇回转性能的影响

采用CFD数值模拟的方法,以某20 m级公安巡逻艇为研究对象,对扰流板安装前后该巡逻艇回转运动过程中的流场及水动力特性进行深入研究,分析扰流板对巡逻艇回转性能的影响情况。结果显示,该巡逻艇在安装扰流板后产生了额外的转船力矩和抬升力矩,该水动力特性使得该艇的回转性能得到提升,回转直径减小了11.64%,回转横倾角减小了13.20%。该研究成果为扰流板的推广及使用奠定了技术基础。

一种新型双艏双向船型

使用三维建模软件,构建双艏双向船舶的理论模型。根据船舶快速性和船舶操纵性等专业知识,对双艏双向船舶进行定性分析和回转性能定量计算。计算结果表明:双艏双向船舶避免了船舶耗能耗时以及在回转过程中出现的回转失速和船体结构破坏等危险。作为一种新型船舶,它不仅能够提高船舶操纵性和推动效率,实现了节能减排,而且降低了成本费用。

6500 DWT成品油船侧推器选型要点

通过对本船侧推器与船舵桨的匹配优化分析,寻求侧推器容量估算的基本方法,为相类似船的侧推器选型和计算积累经验或提供借鉴。

A new method to accurately measure the drift of shipborne floated gyro

Shell-feeding velocity is an important factor affecting naval gun shooting capacity. An agile shell-feeding system was designed to ensure quick implementation of the shell-feeding task. Based on composition of the agile shell-feeding system, hoist technology was studied. Working principles were discussed and the hydraulic pressure system of the hoist was constructed. The hydraulic pressure cylinder and the accumulator were analyzed and calculated. Finally, PRO/E and ADAMS were used to simulate the hoist and its hydraulic system. It was found that this type of virtuaU674.7l prototype provides a good method to actualize a physical prototype.

Research on pattern recognition for marine steam turbine rotor axis orbit

The structure,function and recognition method of an axis orbit auto-recognizing system are presented in this paper.In order to make the best use of information of format and dynamic characteristics of marine steam turbine axis orbit,the structure and functions or neural network are applied to this system,which can be used to auto-recognize axis orbit of the system turbine rotor using BP neural network.