抑制船舶非线性横摇的主动陀螺减摇装置

考虑船舶在横浪中运动恢复力矩、阻尼力矩的非线性,建立船舶在不规则波浪中单自由度非线性横摇运动方程,提出一种基于控制力矩陀螺的船舶横摇抑制装置,研究船舶和减摇装置系统非线性动力学性质,设计变增益控制律控制陀螺减摇装置的进动,以产生期望的控制力矩,达到有效抑制船舶横摇的目的。以某船为研究对象,以随机横浪激励为干扰输入,研究所设计的减摇装置在不同海况下的横摇抑制效果,在有义波高分别为1 m和4 m时,横摇减摇率分别达到83.64%和79.04%。仿真结果表明,所设计的减摇装置能有效抑制船舶非线性横摇。     

船舶减摇水舱横摇和横荡系统仿真

介绍由微机控制的船舶减播水舱试验台架，利用这套试验装置可以实时模拟在规到波和不规则波情况下船舶的横摇和横荡二自由度运动，从而可为研究减摇水舱的减摇性能提供又有效的参考数据。     

六自由度减摇模拟器系统研发

采用六自由度运动平台模拟船舶的运动,在其上部安装六自由度Stewart平台作为减摇装置,将船舶运动平台的位姿实时反馈到Stewart减摇平台的控制系统中,通过减摇控制算法获得减摇平台的控制信号,对Stewart减摇平台进行同步控制,实验结果证明减摇效果非常有效,理论上可以达到静止的效果。     

甲板上浪船舶的横摇运动

应用数值方法研究甲板上浪时船舶的横摇运动特性。基于修正的伯努利方程,建立了船舶甲板上浪水量的计算模型。根据甲板上浪水的不同横截面形状,推导了甲板上浪水重心及上浪水高度的计算公式。考虑甲板上浪水引起的横倾力矩,建立了规则波浪中船舶的横摇运动方程。以一条艉滑道拖网渔船为例,计算了在不同初始甲板积水量、波浪频率和波浪激励幅值时船舶的横摇响应,分析了甲板上浪对船舶横摇运动的影响。研究结果表明,在初始积水量大于零、波浪激励频率较低时,甲板上浪使船舶的横摇幅值大幅增加。     

基于PMAC的减摇水舱试验台控制系统设计

减摇水舱属于典型的船舶横摇减摇装置,装船前必须采用试验台验证水舱的减摇能力。水舱试验台能够模拟船舶横摇、横荡两个方向的运动,采用液压伺服系统驱动。为了能够满足水舱试验的要求,克服耦合干扰力,设计了数字控制系统,并采用PMAC运动控制器实现对试验台的控制,最后通过试验调节参数,使系统达到预期指标。     

基于AMESim的柱形壳体横摇试验系统建模与仿真研究

以某柱形壳体的横摇装置为研究对象,在实验室条件下模拟高海情时,壳体以大角度横摇的试验要求,设计了多组并联液压系统驱动的横摇装置。为使系统易于实现,减小系统功率,提出了一种逐步加载的驱动方式;为了有效减小系统压力冲击,采用了位置和速度的双闭环控制策略。在AMESim中搭建液压系统模型并进行仿真分析。仿真结果显示,系统运行平稳,性能达到设计要求,为壳体大角度横摇台架的搭建提供了理论指导。     

用于驱动减摇水舱试验台架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,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,并对系统进行了仿真,仿真结果表明系统符合设计要求。     

海上风机整体安装拖航过程动力学仿真

为研究海上风机整体安装拖航过程中船舶的横摇和纵摇对安装装置结构产生的强度影响,利用ANSYS和ADAMS软件结合建立风机整体安装装置刚柔耦合模型,对海上风机整体安装拖航过程进行动力学仿真,得到船舶在不同的波浪等级下发生横摇和纵摇时,船上安装装置结构的动应力结果。根据得到的不同海况下船舶横摇和纵摇时主结构和风机塔筒的动应力最大节点应力及节点的应力-时间曲线和von mises应力图结果,风机整体安装船拖航应在一级及以下海浪的海况。     

集装箱起重机减摇装置的工作原理与计算

针对三星重工集装箱场桥的减摇装置，分析介绍了减摇装置的工作原理及计算方法，为今后减摇装置的自行设计提供参考。     

横摇与纵摇对SⅡ型海洋重力仪的干扰分析

根据海洋重力测量的实际情况,结合SⅡ型海洋重力仪的结构特点,分析横摇与纵摇对SⅡ型海洋重力仪的影响,进而采取陀螺平台的措施,减弱这种影响,对于测量船进行实时航行状态操纵、提高作业效率,具有很重要的作用。     

起重机吊重系统三绳机械减摇装置设计

船舶海上作业过程中存在起重机吊重摇摆问题,影响着操作的安全性。本文根据这一问题,设计了一种三绳机械减摇装置,其主要的目的是为了减小吊重摆幅,满足船舶作业的实际操作需求。本文主要是对起重机吊重系统三绳机械减摇装置设计进行了探讨,旨在进一步提升起重机吊重系统的减摇效果。     

起重机摇摆下伸缩套管防摇装置仿真和实验

船用起重机在海上作业过程中,悬挂重物的钢丝绳属于柔性件,加上风、浪等海洋环境载荷的影响,使得负载产生摆动。基于起重机海上作业时吊物的摇摆,设计开发了一种新型船用起重机伸缩套管减摇装置,利用套管的刚性约束来减小吊索的摇摆幅度,利用万向力矩结构减轻套管的受力,套管通过万向力矩运动时,依靠弹簧阻尼来存储释放能量,减少吊重的摆幅。介绍了伸缩套管装置的结构和原理,建立船、起重机、伸缩套管的数学模型,并利用Adams建立仿真模型进行运动学分析,得出伸缩套管装置具有明显的减摇效果,同时通过搭建实验平台进行实验,验证了伸缩套管装置在实际应用中具有显著的减摇效果。     

风浪激励下的两栖车辆非线性横摇动力学研究

采用单自由度系统研究了两栖车辆在规则波浪和风载荷激励下的非线性横摇动力学,建立了考虑非线性阻尼和非线性恢复力矩的非线性横摇动力学方程。非线性横摇动力学方程对应的哈密尔顿函数表明,当只有波浪扰动力矩作用时,非线性横摇运动是对称的;当有风载荷作用时,两栖车辆的非线性横摇运动不在对称。采用梅尔尼科夫法给出了激励幅值的阈值范围。最后,采用四阶龙格库塔法对两栖车辆的非线性横摇运动方程在不同的外载荷参数下进行数值积分。结果表明,两栖车辆横摇在风浪联合作用下表现出明显的非线性特性。     

高海况救助系统防纵摇的电液控制技术研究

阐明和分析了电液纵向防摇装置设计方法,推导了阀控液压缸伸缩量。接着建立了纵向防摇装置的数学模型。利用MATLAB对PID控制器校正后的系统进行了仿真分析和系统误差分析,理论上验证了纵向防摇装置的正确性和可操作性。     

一种靶板横摇调节系统的设计与仿真

针对移动靶车在野外行驶过程中受路面激励的影响,容易发生靶板横摇的问题,设计了基于模糊控制和PID控制相结合算法的靶板横摇调节系统。将模糊控制和传统PID相结合,得到基于模糊PID控制算法,并通过此算法对靶板横摇倾角进行实时调整。运用MATLAB/Simulink模块对基于模糊PID算法的调节系统进行模拟仿真。仿真结果表明,采用模糊PID的调节系统的响应时间短,约为0.1s,在±15°路谱激励下的靶车车架横摇角度非线性干扰下,系统输出始终保持在±0.5°的偏差范围内。仿真结果表明所设计的靶板横摇调节系统的可行性。该调节系统为同类靶车靶板横摇控制设计提供了借鉴。     

齿轮传动—液压阻尼减摇装置

岸边集装箱起重机和集装箱门式起重机是装卸集装箱的专用起重机,其起重小车是否装有减摇装置对装卸作业效率有较大的影响,因为起重小车在减速制动停车后,吊具及所吊的集装箱会产生摇摆,随着起重小车运行速度的     

基于最大驱动力矩的曲柄摇块机构解析综合

以获得最大驱动力矩为准则,使用解析方法对曲柄摇块机构进行优化设计。机构中连杆使用移动副驱动,曲柄在给定角度范围内摆动。当曲柄处于摆角中间位置时,曲柄具有最大输出力矩;曲柄在摆动范围内具有最大平均输出力矩。基于上述准则进行机构优化设计,能获得较好的力传输比。     

集装箱桥吊吊具的电子主动防摇装置试验研究

为了提高起重机高速小车迅速消除集装箱摆动并准确定位的能力,提出了一种新的防摇装置——基于主动质量阻尼(AM D)原理的电子主动防摇装置,进行了AM D防摇机理理论分析,根据分析结果设计了相应的防摇模拟试验,取得了良好的防摇效果。这对设计新的集装箱桥吊吊具防摇装置具有一定的指导意义。     

辅助钢丝绳减摇系统的设计

辅助钢丝绳减摇系统在国内外集装箱起重机及部分冶金起重机上已得到广泛应用，其工作原理是在小车和吊具之间设置一组辅助减摇钢丝绳，通过在4个对角线方向布置减摇钢丝绳产生的斜拉力对吊具及载荷的阻尼作用(见图1)，使摆动的悬挂物在尽可能短的时间停止摆动，便于司机对吊具和载荷控制，提高起重机作业效率和操作安全性。     

桥式起重机吊重减摇力控制方式的动态仿真

为了得到桥式起重机小车吊重系统动力学方程，对系统进行了动力学分析，从动力学方程得出小车受力与吊重摆角之间的传递函数。吊重减摇的力控制方式可以作为主动防摇的有效补偿措施。仿真结果表明小车受力的最佳撤销时刻是影响减摇效果的关键参数。