船舶侧推装置控制系统仿真研究

发布时间：2017-10-11 18:28

  本文关键词：船舶侧推装置控制系统仿真研究

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【摘要】：船舶侧推装置是随现代船舶发展而产生的新型辅助操纵设备。船舶在港内低速航行或水域受限时,使用侧推装置可以有效提高船舶的操纵性能。本文结合大型轮机模拟器和海船船员智能考试系统的研发工作,以典型实船作为研究对象,针对侧推装置控制系统进行了建模和动态仿真研究,完成了以下研究工作：首先,利用分离型建模思想,基于裸船体、桨、舵的单独水动力性能,并考虑三者之间相互作用,建立了三自由度船舶运动数学模型。然后将侧推装置产生的侧推力及力矩加入到已建立的分离型模型中,综合港内操纵浅水、低速两个特点,建立了完整的侧推装置辅助船舶操纵运动的数学模型。利用四阶龙格—库塔法对操纵运动方程进行了解算,并对船舶在港内操纵进行模拟仿真研究,分析了侧推装置在不同工况下辅助船舶运动的操纵效能。其次,在完成侧推装置辅助船舶操纵的数学建模和仿真的基础上,以“中远大洋洲”号万箱集装箱货轮艏侧推装置控制系统为研究对象,详细分析了系统的工作原理和基本功能,制定了侧推装置控制系统仿真软件的整体设计方案。利用VC++开发工具完成了船舶侧推装置控制系统仿真软件的设计与研发,软件系统包括机旁控制、驾控台控制、两翼控制以及电动液压系统四个部分。最后,基于DMS-2014轮机模拟器仿真平台,实现了船舶侧推装置控制系统仿真软件可视化动态运行。仿真结果表明系统具有良好的可视化人机交互功能,能够全面模拟实船侧推装置操纵控制功能,并能实现典型故障设置,满足可视化仿真教学培训要求。
【关键词】：侧推装置控制系统 数学建模 系统仿真 VC++
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U664.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题背景及意义10-11
• 1.2 本课题相关领域的研究动态11-15
• 1.2.1 侧推装置国内外研究综述11-14
• 1.2.2 轮机模拟器的研究现状14-15
• 1.3 本文的研究内容15-17
• 第2章 船舶运动数学建模17-32
• 2.1 船舶运动的坐标系统和运动学建模17-20
• 2.1.1 船舶运动坐标系统17-18
• 2.1.2 船舶运动学建模18-20
• 2.2 船体流体动力学建模20-26
• 2.2.1 惯性类流体动力和力矩建模20-22
• 2.2.2 粘性类流体动力和力矩建模22-26
• 2.3 螺旋桨流体动力学建模26-28
• 2.4 舵流体动力学建模28-31
• 2.5 小结31-32
• 第3章 侧推装置基础理论及其辅助船舶操纵仿真32-47
• 3.1 侧推装置简介32-33
• 3.2 侧推装置工作原理33-35
• 3.3 侧推装置的力学模型35-40
• 3.3.1 侧推装置的水动力特性35-38
• 3.3.2 侧推装置侧推力及力矩的计算38-40
• 3.4 侧推装置辅助船舶操纵运动仿真40-46
• 3.4.1 运动模型的数值解法40-42
• 3.4.2 运动模型的仿真与分析42-46
• 3.5 小结46-47
• 第4章 侧推装置控制系统仿真软件设计与实现47-70
• 4.1 船舶侧推装置控制系统47-48
• 4.2 侧推装置控制系统仿真软件的功能要求48-53
• 4.3 仿真软件界面的设计与实现53-65
• 4.3.1 机旁控制界面53-57
• 4.3.2 驾控台控制界面57-61
• 4.3.3 两翼控制界面61-63
• 4.3.4 电动液压系统界面63-65
• 4.4 侧推装置控制系统仿真软件典型故障的设置与分析65-68
• 4.4.1 液压故障66
• 4.4.2 控制系统螺距无响应故障66-68
• 4.4.3 电气故障68
• 4.5 小结68-70
• 第5章 结论与展望70-72
• 参考文献72-75
• 致谢75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 ;IDENTIFICATION OF ABKOWITZ MODEL FOR SHIP MANOEUVRING MOTION USING ε-SUPPORT VECTOR REGRESSION[J];Journal of Hydrodynamics;2011年03期

2 单雄飞;李伟;;大型集装箱船旋回性分析[J];中国水运(下半月);2014年07期

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本文编号：1014013