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。     

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。     

船舶动力系统海上工况模拟试验台的设计与实现

船舶会在不同海浪作用下会发生横摇、纵摇、水平摇相互叠加的运动。船舶动力系统海上工况模拟试验台采用PLC控制伺服电驱动和液压制动的技术路线,可模拟船舶海上横摇、纵摇、艏摇的单向或多个同步、异步复合动作,可进行直线或正弦规律模拟的运动。能够实现单方向、多方向组合摇摆、倾斜试验。为船舶动力系统的综合静动态分析提供实验室测试平台条件,具有安全性高、操作简便等优势。     

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。     

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。     

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。     

基于干扰观测器的位置伺服系统复合控制

减摇水舱实验台架的作用是验证减摇水舱的特性,是典型的液压位置伺服系统。为了满足实验要求,需要能够跟踪动态输入信号,正弦和随机激励信号。为了补偿减摇水舱内流体晃荡所产生的干扰力矩,提高控制精度,针对系统建模时参数的不确定,提出了一种鲁棒性补偿的干扰观测器和速度前馈相结合的复合控制方法。该算法提高了系统控制精度,实现了对干扰的估计和补偿,拓展了系统的带宽。仿真结果证明了所提出算法的有效性。     

船舶纵向运动建模及广义预测控制

研究船舶纵向运动从而实现有效控制是非常必要的.以442T水面舰艇为仿真研究对象,依据切片理论,利用在不同航速、航向和不同频率的规则波扰动下水池实验测量的数据算得水动力参数,从而得到船舶纵向运动数学模型;利用Kalman滤波对船舶纵向运动进行状态估计;将广义预测控制应用于船舶减纵摇.仿真结果表明该方法可行并有效,减摇效果达到52%～75%.     

抑制船舶非线性横摇的液压阻尼陀螺减摇装置

以旋转叶片式液压阻尼器为进动机构的陀螺和船舶作为研究对象,对其建立了联合动力学方程;在设计过程中通过让陀螺重心下移避免了陀螺输出奇异;在周期为4.76 s有义波高为1 m的随机横浪下,研究所设计的陀螺减摇装置对一渔政船的减摇效果,减摇率达到82.03%,仿真结果表明,此装置能有效抑制船舶的非线性横摇,陀螺重心下移能有效抑制陀螺输出奇异。     

舰船倾斜摇摆试验台的设计与试验

针对实验室环境下船用电气设备的可靠性测试问题,提出了一种新型倾斜摇摆试验台的设计方案。通过试验台的结构设计实现了横摇、纵摇两个水平轴向的运动,利用了步进电机作为驱动装置实现倾斜和摇摆动作,采用了PLC和变频器对倾斜的角度和速度进行控制,安装了传感器对工作台的实际位姿情况进行检测,设计了触摸屏和继电器并行操控方式,形成了一套完整的闭环控制系统,与传统的液压倾斜摇摆试验台相比具有控制精度高、机体重量轻、制造成本低的优点。典型测试试验结果表明,试验台能够满足中国船级社电气电子产品型式认可试验指南GD01-2006的要求,能实时监测和修改各项参数,具有报警功能,工作安全可靠,测试准确有效,具有较强的实际应用价值。     

通用型液压马达实验台的分析与设计

通用型液压马达实验台的检测实验装置能够模拟实际工况对不同类型、多种规格的液压马达进行性能测试。设计一种通用型液压马达,包括实验台的连接支架设计、转速扭矩仪选型、负载系统设计、油箱设计及油路优化,并对设计参数进行了计算与有限元验证。该实验台可按照国家标准和检测方法,对多种类型不同型号液压马达做性能测试。     

A study on an anti-rolling system design of a ship with the flaps

Roll stabilization systems for ships are employed to increase comfort for passengers, maintain full working capabilities for members of the crew and prevent cargo damage. In this paper, we have investigated the usefulness of active stabilizing system to reduce ship rolling under disturbances, using varied reaction of the flaps. In the proposed anti-rolling system for a ship, the flaps as the actuator are installed on the stern to reject rolling motion induced by disturbances such as wave. The action induced by flaps depends on power of disturbances and can take the ship balance. Especially, in this study we define the system parameters under the given system structure and design the controller to evaluate the usefulness of the proposed system.     

大惯性摇摆台建模与半实物仿真

针对船舶横摇海试困难的情况,为测试高海情下的船体及内部设备可靠性,在实验室条件下搭建摇摆驱动试验台架,模拟海上航行船舶以特定频率和幅值长时间摇摆.提出了能量原理辅助角度反馈进行力矩规划控制策略的实现方案,以装载人机交互软件的控制台、装载实时控制系统的控制柜作为实物介入,液压执行机构、摇摆台滚筒、水流环境等数学模型模拟末端执行机构运动响应,设计并搭建了大惯性摇摆台控制系统半实物仿真平台,并分析仿真方案及控制策略的有效性和实用性.     

船舶清刷装置运动系统力学分析

对船舶清刷装置运动系统力学进行了分析。建立了船舶水下清洗设备沿船体表面上下运动时的力学模型,推导了清洗设备抗倾覆、下滑和下滚时的条件,计算了清洗设备正常沿船体上下工作时所需要的最小吸附力和驱动力矩。同时,在设备的后部安装两个弹簧支撑的万向轮,提高了清洗设备的运动性能。数值计算表明,该方案能减少最小吸附力和驱动力矩,达到抗倾的目的。     

球盘接触脂润滑试验台的运动控制研究

润滑脂有强烈的非牛顿流体性质和触变性,使得其润滑性能测试结果具有不确定性。为了实现润滑脂性能的有效测试,研究球盘接触脂润滑试验台的运动控制方法;设计试验台高旋转精度的主轴结构,研究基于PLC的交流伺服电机的运动控制方法,并基于光干涉原理测量润滑脂的润滑膜厚度。试验表明,该方法能准确控制球盘接触脂润滑试验台的摩擦副运动,实现了所需运动规律;设计试验台能方便准确地测量出润滑脂在不同工况下的润滑膜厚度。     

轮式装载机工作装置的仿真分析

利用三维造型软件UG建立轮式装载机工作装置的六连杆机构,通过多体动力学分析软件ADAMS实现虚拟仿真,通过仿真分析的结果对工作装置机构参数修改以及铰接点位置的重新设定,得出符合设计优化要求的机构参数和铰接点位置,以及油缸运动控制参数。为装载机工作装置的试制提供参考数据。     

汽车整车制动检测试验台阻挡架的设计与制作

该设计是基于现有的汽车制动检测试验台,对四车轮制动检测试验台试验时汽车抗前、后窜动阻挡装置-阻挡架进行设计,保证汽车在制动检测时的安全。通过受力分析,结合材料的性能对零件进行设计,提出两种设计方案,考虑到构件布局的合理性和可行性,根据分析选取比较好的方案作为实际生产方案。     

船用舵传动装置试验台架及液压控制系统设计

为实现对某型船用舵传动装置零件间隙、部件同轴度等因素造成的冲击振动特性的研究,构建了船用舵传动装置的缩比试验台架,并针对传动装置设计了关键零件间隙和部件同轴度可调的机械结构。基于振动特性试验对系统平稳性的要求,设计了试验台架液压驱动控制系统,通过仿真和试验研究,验证了液压驱动控制系统满足试验条件,可用于该装置的后期振动试验研究。