减摇水舱试验台架系统无模型自适应控制_马洁 刘小河
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减摇鳍——减摇水舱联合控制器新产品推出
中船
【期刊名称】《军民两用技术与产品》
【年(卷),期】2014(0)18
【摘要】中国船舶重工集团公司第七。
四研究所所属衡拓船舶设备公司推出了减摇鳍-减摇水舱联合控制器新产品,使我国船舶高端设备制造迈出了关键一步。
据悉,目前国际上尚无同类产品,可以预见,该产品将具备很强的国际市场竞争力。
减摇鳍、减摇水舱均为使船舶保持平衡的设备。
通常,减摇鳍在航速较高时能有效减小摇摆幅度,但在低航速和零航速时却不适用;
【总页数】1页(P24-24)
【关键词】产品推出;减摇水舱;减摇鳍;控制器;中国船舶重工集团公司;国际市场竞争力;船舶设备;零航速
【作者】中船
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】U664.73
【相关文献】
1.减摇鳍-减摇水舱综合减摇实验装置的研究 [J], 于立君;金鸿章;王辉;梁利华
2.减摇鳍、减摇水舱在恶劣海况救助中的应用 [J], 周元波
3.基于遗传算法的减摇鳍-被动水舱综合平衡系统最优控制器研究 [J], 金鸿章;赵为
平;綦志刚;张文波
4.耦合船体横摇的减摇水舱流体运动和减摇效果预测 [J], 张松涛;梁利华;孙明晓;赵朋
5.振华重工钻井平台实现批量连续性生产/安庆中船双燃料/天然气发动机设计通过评审/减摇鳍—减摇水舱联合控制器新产品推出 [J],
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高性能U型减摇水舱系统设计与控制方法研究的开题报告一、选题背景与意义随着科技的发展和社会的进步,船舶的性能和安全性要求越来越高。
船舶在航行过程中经常会遇到波浪,而波浪会对船只产生很大的作用力,导致船体产生剧烈晃动,这种晃动被称为“减摇”。
减摇是船舶设计中必须重视的问题,因为它不仅会影响航速和航行安全,还会对人员和货物产生不小的影响。
目前,市场上出现了一些船艇减摇系统,但其减摇效果无法满足高速船舶的需求,且实现成本较高。
因此,开发一种高性能的U型减摇水舱系统,对于提升船舶的减摇效果和航行安全具有重要意义。
二、研究目标和内容本研究的主要目标是设计一种高性能的U型减摇水舱系统,并研究其控制方法。
具体研究内容包括:1. 根据船舶的减摇需求和设计要求,设计合适的U型水舱系统,并进行流场仿真分析,优化系统结构和参数。
2. 研究U型水舱系统的动力学特性,分析其响应和影响,以及对船体的影响。
探究减摇水舱系统和船体的相互作用机理。
3. 针对U型水舱系统的特点,设计自适应控制策略,包括模型预测控制和模糊控制等方法,以实现高效的减摇效果。
4. 设计实验验证系统的性能,分析系统实际表现和仿真分析结果的差异。
三、研究方法和技术路线本研究采用理论分析和实验研究相结合的方法,以完成以上研究内容。
1. 理论分析。
通过建立数学模型和仿真分析,探究U型水舱系统的动力学特性和响应规律。
同时,结合船舶设计和减摇机理,优化系统结构和参数,提高减摇效果和航行安全性。
2. 实验研究。
设计实验验证U型水舱系统的性能,对实验结果进行数据分析,比较实验结果和理论仿真结果的差异,优化系统控制策略。
3. 技术路线。
本研究的技术路线主要包括U型水舱系统的设计与优化、系统动力学仿真分析、自适应控制算法设计、系统实验验证和数据分析等步骤。
四、预期结果和意义通过设计一种高性能的U型减摇水舱系统,并研究其控制方法,本研究的预期结果有:1. 实现高效的减摇效果和航行安全性,提高船舶的性能。
大型舰船综合减摇系统无模型自适应控制马洁;陈智勇;侯忠生【期刊名称】《控制理论与应用》【年(卷),期】2009(026)011【摘要】针对减摇鳍单独控制,减摇水舱单独控制和鳍/被动水舱综合控制3种减摇系统设计了无模型自适应控制方案,并对相应的减摇效果进行仿真研究.仿真研究结果表明:大型舰船采用基于无模型自适应控制的鳍/被动水舱联合减摇方案,其工作性能好于单独使用减摇鳍或减摇水舱等减摇装置的性能,在各种航态下都能满足系统设计要求.另外,无模型自适应控制仅用系统I/O数据,不必事先建立系统精确的数学模型,可适应海况的变化,且参数调整少,计算量小,还能适应系统对快速性的要求.%We propose a model-free adaptive control(MFAC) scheme to tackle the rolling of a large warship by integrat-ing three separate roll-reducing strategies of the warship, i.e., the single fin stabilizer control, the singleroll-reducing tank control and the integrated fin/roll-reducing tank control. Simulation results show that this integrated scheme provides much better performance than that of the fin-control or the roll-reducing tank control in independent operation. The integrated roll-reducing strategy has the roll-reducing ability in full-conditions; it deals with encountering waves in different direc-tions and different ship speeds. Furthermore, since the MFAC-based controller only uses the I/O data, the exact mathematic model is not needed in advance; this makes it adaptable to various seasituations. The adjustable parameters are few, and the computation required is little.【总页数】4页(P1289-1292)【作者】马洁;陈智勇;侯忠生【作者单位】北京机械工业学院计算机及自动化系,北京,100192;北京机械工业学院计算机及自动化系,北京,100192;北京交通大学先进控制系统研究所,北京,100044【正文语种】中文【中图分类】TP273【相关文献】1.舰船减摇装置 [J], 孟克勤2.大型船舶减摇系统的研究 [J], 朱伟欣3.大型船舶综合减摇系统的研究 [J], 金鸿章;赵为平;綦志刚;许叙遥4.舰船减摇的趋近律滑模控制 [J], 杨杨;严洪森;张鹏5.舰船减摇和抗倾覆系统的研究 [J], 刘薇因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
船舶减摇鳍/减摇水舱综合减摇试验装置研究的开题报告一、研究背景随着船舶吨级的不断增加和海上作业的多样化,船舶在大波浪、侧风等恶劣环境下的稳定性问题愈发严重。
其中,船舶摇晃问题是影响船舶稳定性、航行安全、船员工作和乘客舒适性的重要因素。
为了解决船舶摇晃问题,减摇措施被广泛使用,其中最常见的是减摇鳍和减摇水舱。
本研究旨在解决船舶减摇鳍和减摇水舱的减摇效果并比较两种减摇措施的优劣。
二、研究目的和内容本研究的目的是研究船舶减摇鳍和减摇水舱综合减摇试验装置的设计和建造。
同时,本研究还将围绕减摇鳍和减摇水舱进行实验研究,探讨典型条件下的船舶摇晃响应以及两种减摇措施的减摇效果。
本研究将重点阐述如下几个方面:1. 船舶减摇鳍和减摇水舱的基本原理和使用方法,比较两种减摇措施的优缺点。
2. 设计并建造一台综合减摇试验装置,包括减摇鳍和减摇水舱,以模拟真实船舶的摇晃情况和验证两种减摇措施的效果,同时对装置进行可靠性评估和优化改进。
3. 进行典型条件下的试验研究,详细记录船舶在不同海况下的摇晃响应和两种减摇措施的减摇效果。
利用实验数据分析效果,得到减摇鳍和减摇水舱的优点。
三、研究方法和技术路线1.文献调研:通过文献及网络资料调研的方法获取关于减摇鳍和减摇水舱的相关信息,并对减摇措施的优劣进行比较。
2.试验设计:通过模拟真实海况,设计一系列试验,记录并分析船舶在不同海况下的摇晃响应和两种减摇措施的减摇效果,研究减摇鳍和减摇水舱的适用条件和优点。
3.设计试验装置:根据实验需求设计并建造一台综合减摇试验装置,用于测试两种减摇措施的减摇效果。
4.实验数据处理:采集试验数据并进行处理,绘制出相关图表,根据数据分析研究减摇鳍和减摇水舱的优缺点,最终得出结论并提出改进意见。
四、研究意义本研究可以为解决船舶摇晃问题提供一种新思路,同时为船舶减摇领域的研究提供了理论和实验指导。
通过分析两种减摇措施,为船舶设计和使用提供依据,进一步提高船舶的安全性和稳定性。
哈尔滨工程大学科技成果——减摇水舱项目概述
国内较早研究减摇水舱技术的单位,获得“211”工程重点建设项目“减摇水舱试验装置”和工信部高技术船舶“减摇水舱技术开发”项目的支持。
减摇水舱通过水舱内流体的运动产生相应的海浪对抗力矩来减少船舶的摇摆,减摇效果与船舶的航速没有关系,在全航速下都具有减摇效果,减摇效果可达到60%,同时通过主动式控制,能够抵抗船舶倾斜,进行破冰作业和倾斜试验。
市场前景
由于结构简单、造价低廉,便于维护保养等特性,具有很好的市场前景。
实验室内具备国内唯一的横摇、横荡减摇水舱两自由度台架条件,目前已突破水舱结构设计优化、台架试验和控制等关键技术。
随着船舶领域技术的发展,对船体的耐波性、舒适性等的要求越来越高,近年来减摇水舱的装船量逐步增多,受到船东的认可。
其投资成本低,回报高,且维护保养成本远低于同类减摇设备减摇鳍,因此具有广阔的市场前景。
项目成熟情况
技术成熟,具有结构设计,控制系统研发和台架试验能力。
应用范围
科学考察船、集装箱船、渔政船、运输船和客滚船等船舶。
油田守护船减摇水舱设计张亚明【摘要】为提高油田守护船上船员生活的舒适性和安全性,提升船舶的作业效率,要求船舶具有较好的耐波性.以某油田守护船为例,通过为其设计矩形减摇水舱,减小船舶的横摇幅值,适当增大横摇周期,减少甲板上浪,提升船舶的耐波性.阐述矩形减摇水舱的力学模型和设计原理,并根据设计原理给出该型船舶的可自动调节液面矩形减摇水舱设计方案;通过减摇水舱模型试验和船模水池试验,论证减摇水舱对提升船舶耐波性的真实有效性.通过在船舶试航过程中对减摇水舱系统数据进行收集,证明该型船舶的可自动调节液面矩形减摇水舱设计是成功的.【期刊名称】《船舶与海洋工程》【年(卷),期】2019(035)001【总页数】7页(P31-37)【关键词】耐波性;横摇幅值;减摇水舱;船模试验;试航数据【作者】张亚明【作者单位】上海振华重工(集团)股份有限公司,上海 200125【正文语种】中文【中图分类】U663.85;U674.20 引言油田守护船是集拖航、起抛锚、供应、油田守护、救助和服务等多种功能于一体的远洋船,一般工作于无遮蔽海域,工作环境受风、浪、流的影响较大。
上海振华重工(集团)股份有限公司(以下简称“振华重工”)承接有某型6500HP(1hp=735.49875W)油田守护船的设计、建造合同,由于其2014年建造交付的某型15000HP三用工作拖船的减摇水舱效果不佳,在试航时遭遇7级大风,横摇角度过大,导致船舶出现甲板物资掉落海中、甲板上浪严重等现象,因此在6500HP油田守护船设计前期,拟选用可自动调节液面减摇水舱系统优化减摇效果,将船舶的减摇角度和减摇周期控制在最佳范围内,提升船员的舒适度和船舶的作业效率,保障船舶作业时人员和设备的安全[1]。
本文针对6500HP油田守护船可自动调节液面减摇水舱系统的设计方案,采用水池模型试验和计算预报的方法评估减摇水舱的性能;根据实船试航数据,真实客观地评估减摇水舱的性能和水舱设计方案的可行性。
船舶减摇鳍智能故障诊断系统设计研究的开题报告一、研究背景和意义减摇鳍是一种广泛应用于船舶上的减摇装备,通过调节船舶艏、艉两端的加荷量,实现减弱、抑制船身摇晃的目的。
随着航运业的不断发展,减摇鳍的使用越来越普及。
然而,减摇鳍也有一些缺陷,比如在强风、大浪等天气条件下,容易出现故障,从而影响船舶的稳定性和安全性。
因此,设计一种减摇鳍智能故障诊断系统,对于提高船舶的稳定性和安全性,具有重要的意义。
二、研究内容与思路1. 建立减摇鳍的数学模型:通过建立减摇鳍的动力学模型,研究减摇鳍的工作原理和控制规律,为后续故障诊断提供基础。
2. 确定减摇鳍故障特征:通过对减摇鳍常见故障进行分析,确定各种故障对减摇鳍的工作状态所产生的特征。
3. 设计减摇鳍智能故障诊断系统:根据减摇鳍的物理特性和故障特征,设计一种基于机器学习算法的故障诊断系统,该系统能够实时监测减摇鳍的工作状态,通过数据分析和模型匹配,识别减摇鳍的故障类型和程度,并给出相应的维修建议。
4. 系统模拟与验证:利用MATLAB等仿真软件,对设计的减摇鳍智能故障诊断系统进行模拟和验证,提高系统的可信度和准确性。
三、研究预期成果1. 建立减摇鳍的动力学模型,深入探究减摇鳍的控制规律。
2. 确定减摇鳍常见的故障特征,根据故障特征设计故障诊断系统。
3. 设计一种基于机器学习算法的减摇鳍故障诊断系统,能够实现实时监测和诊断船舶减摇鳍的故障类型和程度。
4. 通过模拟和验证,提高系统的可信度和准确性。
四、研究方法和技术路线1. 研究方法:理论研究、数学建模、实验仿真、数据分析。
2. 技术路线:(1)建立减摇鳍的动力学模型,探究减摇鳍的控制规律。
(2)分析减摇鳍常见的故障特征,根据特征设计故障诊断系统。
(3)设计一种基于机器学习算法的故障诊断系统,实现实时监测和诊断船舶减摇鳍的故障类型和程度。
(4)通过MATLAB进行模拟和验证,提高系统的可信度和准确性。
五、研究进度安排1. 第一年:完成减摇鳍动力学模型的构建和分析,确定减摇鳍故障特征。
船舶减摇水舱试验台架横摇运动模拟
曲家文;张志虎;郑勇斌;郭大勇;李国斌
【期刊名称】《船舶工程》
【年(卷),期】2003(25)1
【摘要】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。
【总页数】4页(P22-25)
【关键词】横摇运动;模拟;船舶;减摇水舱;试验台架;监督控制系统
【作者】曲家文;张志虎;郑勇斌;郭大勇;李国斌
【作者单位】哈尔滨工程大学自动化学院;航天二院二部
【正文语种】中文
【中图分类】U664.73;U661.74
【相关文献】
1.船舶减摇水舱横摇和横荡系统仿真 [J], 刘文;刘林峰
2.减摇水舱台架系统中横摇阻尼的模拟实现 [J], 郑勇斌;张虹;张志虎;郭大勇;李国斌
3.耦合船体横摇的减摇水舱流体运动和减摇效果预测 [J], 张松涛;梁利华;孙明晓;赵朋
4.减摇水舱试验台架横摇阻尼系数的试验研究 [J], 于立君;金鸿章;王辉;吉明
5.减摇水舱台架试验中海浪横摇力矩及横荡力的实时仿真 [J], 郭大勇;曲家文;孙伟;李国斌
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