船舶减摇鳍控制系统的仿真研究

发布时间：2017-03-27 23:04

  本文关键词：船舶减摇鳍控制系统的仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 船舶减摇鳍在船舶工程应用中已经获得了成功,它是应用最广泛的一种主动式减摇装置。减摇鳍在提高船舶耐波性、增加船舶使用寿命、改善设备的正常工作与成员的舒适性、提高舰船的适航性和战斗力等方面发挥了重要作用。目前,减小横摇是船舶运动控制领域的一个重要课题。 本文以船舶减摇鳍控制系统作为研究对象,利用工程中多数应用的PID控制算法提高减摇鳍系统的性能,得到很好的减摇效果。同时,本文用虚拟现实技术对系统进行了深入的仿真研究。 海浪是船舶横摇的主要原因,因此论文首先根据随机波浪原理,从波能谱的角度,给出了船舶横摇仿真中需要的二元不规则长峰波和三元短峰波随机海浪模型,并用程序进行仿真,得到良好的仿真效果；通过分析船舶横摇时的受力,根据横摇运动特性,确定船舶的线性conolly横摇模型。 其次论文重点研究了船舶减摇鳍控制系统的基本组成,包括系统中各个部分的功能、传递函数和减摇鳍的PID控制规律,并且完成了船舶减摇鳍系统的PID控制器的设计以及仿真,包括海浪的仿真、PID控制的Simulink框图和仿真结果的分析。 最后,本文基于MATLAB提供的虚拟现实、虚拟仪表和Simulink接口程序,完成了基于虚拟现实技术的船舶减摇鳍控制系统仿真,包括船舶、海浪,以及船舶减摇鳍装置控制界面的虚拟仿真,实现了良好的人机交互的仿真效果。
【关键词】：船舶减摇 减摇鳍 PID控制 虚拟现实 VRML
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U664.7
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 第1章 绪论8-11
• 1.1 课题的研究背景、目的及意义8
• 1.2 减摇鳍国内外发展现状8-9
• 1.3 论文的主要研究内容9-11
• 第2章 随机海浪仿真及船舶横摇运动数学建模11-21
• 2.1 随机海浪扰动模型及其仿真11-17
• 2.1.1 长峰波随机海浪模型及仿真11-15
• 2.1.2 三维不规则短峰波随机海浪模型及仿真15-17
• 2.2 船舶横摇运动数学建模17-20
• 2.2.1 船舶线性横摇受力分析17-19
• 2.2.2 船舶线性横摇运动数学建模19-20
• 2.3 本章小结20-21
• 第3章 减摇鳍系统PID控制及其仿真21-39
• 3.1 船舶减摇装置概述21-25
• 3.2 船舶减摇鳍控制系统基本组成25-30
• 3.3 船舶减摇鳍系统的PID控制规律30-35
• 3.3.1 PID控制算法30-33
• 3.3.2 减摇鳍控制规律33-35
• 3.4 船舶减摇鳍系统的PID控制仿真35-38
• 3.4.1 PID控制参数的选取35
• 3.4.2 减摇鳍的PID控制仿真35-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第4章 基于虚拟现实技术的减摇鳍系统仿真39-56
• 4.1 虚拟现实技术及其建模语言39-45
• 4.1.1 虚拟现实技术概述39-43
• 4.1.2 VRML语言简介43-45
• 4.2 MATLAB虚拟现实工具箱介绍45-47
• 4.2.1 虚拟现实工具箱45-47
• 4.2.2 虚拟仪表模块47
• 4.3 船舶及海浪模型的虚拟现实仿真47-50
• 4.3.1 三维短峰波海浪的虚拟现实仿真47-49
• 4.3.2 船舶的虚拟现实仿真49-50
• 4.4 船舶减摇鳍系统的虚拟仿真控制界面50-52
• 4.5 系统仿真及结果分析52-55
• 4.6 本章小节55-56
• 第5章 结论56-57
• 参考文献57-60
• 致谢60-61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 岳爱武;魏柏永;焦侬;;减摇鳍系统仿真探讨[J];船舶工程;1990年02期

2 曲家文,张志虎,郑勇斌,郭大勇,李国斌;船舶减摇水舱试验台架横摇运动模拟[J];船舶工程;2003年01期

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本文编号：271254