基于Matlab的系泊缆绳受力控制系统优化与求解
发布时间：2021-08-30 02:01
船舶朝着大型化的方向发展,由此对港口等相关设施提出较高的要求。码头的系泊系统是为船舶停泊提供服务,缆绳作为系泊系统的重要组成部分之一,应当保证其满足船舶停泊的要求,因此对缆绳受力控制进行优化。本文从系泊系统的建模与求解分析入手,对基于Matlab的系泊缆绳受力控制系统的优化进行论述。随着缆绳受力性能的进一步优化,能够使整个系泊系统的作用得到最大限度的发挥,从而满足船舶的使用需要。
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(14)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
舰船系泊运动受力情况Fig.2Theforceoftheship"smooringmovement
0;∑Fy=0;∑Fz=0，∑Mx=0;∑My=0;∑Mz=0。(2)通过联立求解的方法，可以求得船舶沿坐标系的线位移和角位移。在系泊系统中，缆绳和护舷均为船底支撑杆的固定端，基于这一前提，可将杆端的位移确定为0，而另外一端允许出现位移，由此能够推导出船底支撑杆的刚度仅与坐标系中x轴的方位存在关联，与y轴和z轴无关。通过支撑杆的长度及相关分量便可计算出x轴方向的余弦。在系泊系统中，根据缆绳的受力情况可构建相应的模型，如图3所示。图3系泊系统中缆绳的受力模型Fig.3Theforcemodelofmooringcable图3中的横轴为竖直方向的位移；纵轴为沿着水平方向的旋转位移。由于缆绳存在松弛和张紧两种状态，所以需要采用非线性方程，此类方程的求解是一个比较复杂的问题，可用的方法有以下几种：遗传算法、非线性二乘法和单纯形法，这3种方法在求解和优化结果方面大致相同，但效率却有所差别，其中非线性二乘法的速度最快，精度高、结果稳定可靠。在系统优化中，选用该方法对非线性方程进行求解。2基于Matlab软件的系泊缆绳受力控制系统优化2.1系统开发平台在系泊缆绳受力控制系统的开发过程中，选用Matlab软件对相关程序进行编辑，并基于该软件实现模型计算和人机交互界面。Matlab不仅是一款高级的计算软件，而且还是实用性较强的应用程序开发环境，它在系统开发中除了能够简化数据分析过程之外，还能大幅度缩短算法开发的周期。该软件的功能非常强大，可以进行复杂的数学计算，以矩阵和向量作为运算单元，能够确保计算结果的精确度。同时，Matlab还提供多种开发工具和数据可视化功能，如Ed-itor，Profiler等，它的
??⒒?诟萌砑?迪?模型计算和人机交互界面。Matlab不仅是一款高级的计算软件，而且还是实用性较强的应用程序开发环境，它在系统开发中除了能够简化数据分析过程之外，还能大幅度缩短算法开发的周期。该软件的功能非常强大，可以进行复杂的数学计算，以矩阵和向量作为运算单元，能够确保计算结果的精确度。同时，Matlab还提供多种开发工具和数据可视化功能，如Ed-itor，Profiler等，它的开放性和可扩展性也十分强大。鉴于此，本文对Matlab软件的矩阵运算功能进行应用，对系统进行开发和优化。图1船舶运动的六种自由度分布图Fig.1Distributionmapofsixdegreesoffreedomofshipmovement·44·舰船科学技术第42卷
【参考文献】：
期刊论文
[1]绷紧式系泊浮式风机动力响应及系泊优化[J]. 陈映宇,张玉明,刘海笑. 中国海洋平台. 2019(06)
[2]基于三维时域方法的大型集装箱船系泊载荷分析[J]. 陈忱,时永鹏,刘鹏. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2019(05)
[3]港池内中长周期波浪作用下船舶系缆动力响应[J]. 詹广才,耿颖,朱峰,苗辉. 水运工程. 2019(09)
[4]基于T-N曲线和Miner理论的绷紧式深海系泊缆疲劳损伤研究[J]. 田中仁,张火明,管卫兵,谢卓,方贵盛. 舰船科学技术. 2019(15)
[5]浅析HMPE缆绳对LNG船系泊件强度的潜在影响[J]. 宋锋,杨瑞玲,徐亮. 中国水运(下半月). 2018(03)
[6]长周期波作用下防波堤透浪对港内系泊稳定影响分析[J]. 张志,孔友南,程培军. 水道港口. 2017(06)
本文编号：3371834
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(14)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
舰船系泊运动受力情况Fig.2Theforceoftheship"smooringmovement
0;∑Fy=0;∑Fz=0，∑Mx=0;∑My=0;∑Mz=0。(2)通过联立求解的方法，可以求得船舶沿坐标系的线位移和角位移。在系泊系统中，缆绳和护舷均为船底支撑杆的固定端，基于这一前提，可将杆端的位移确定为0，而另外一端允许出现位移，由此能够推导出船底支撑杆的刚度仅与坐标系中x轴的方位存在关联，与y轴和z轴无关。通过支撑杆的长度及相关分量便可计算出x轴方向的余弦。在系泊系统中，根据缆绳的受力情况可构建相应的模型，如图3所示。图3系泊系统中缆绳的受力模型Fig.3Theforcemodelofmooringcable图3中的横轴为竖直方向的位移；纵轴为沿着水平方向的旋转位移。由于缆绳存在松弛和张紧两种状态，所以需要采用非线性方程，此类方程的求解是一个比较复杂的问题，可用的方法有以下几种：遗传算法、非线性二乘法和单纯形法，这3种方法在求解和优化结果方面大致相同，但效率却有所差别，其中非线性二乘法的速度最快，精度高、结果稳定可靠。在系统优化中，选用该方法对非线性方程进行求解。2基于Matlab软件的系泊缆绳受力控制系统优化2.1系统开发平台在系泊缆绳受力控制系统的开发过程中，选用Matlab软件对相关程序进行编辑，并基于该软件实现模型计算和人机交互界面。Matlab不仅是一款高级的计算软件，而且还是实用性较强的应用程序开发环境，它在系统开发中除了能够简化数据分析过程之外，还能大幅度缩短算法开发的周期。该软件的功能非常强大，可以进行复杂的数学计算，以矩阵和向量作为运算单元，能够确保计算结果的精确度。同时，Matlab还提供多种开发工具和数据可视化功能，如Ed-itor，Profiler等，它的
??⒒?诟萌砑?迪?模型计算和人机交互界面。Matlab不仅是一款高级的计算软件，而且还是实用性较强的应用程序开发环境，它在系统开发中除了能够简化数据分析过程之外，还能大幅度缩短算法开发的周期。该软件的功能非常强大，可以进行复杂的数学计算，以矩阵和向量作为运算单元，能够确保计算结果的精确度。同时，Matlab还提供多种开发工具和数据可视化功能，如Ed-itor，Profiler等，它的开放性和可扩展性也十分强大。鉴于此，本文对Matlab软件的矩阵运算功能进行应用，对系统进行开发和优化。图1船舶运动的六种自由度分布图Fig.1Distributionmapofsixdegreesoffreedomofshipmovement·44·舰船科学技术第42卷
【参考文献】：
期刊论文
[1]绷紧式系泊浮式风机动力响应及系泊优化[J]. 陈映宇,张玉明,刘海笑. 中国海洋平台. 2019(06)
[2]基于三维时域方法的大型集装箱船系泊载荷分析[J]. 陈忱,时永鹏,刘鹏. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2019(05)
[3]港池内中长周期波浪作用下船舶系缆动力响应[J]. 詹广才,耿颖,朱峰,苗辉. 水运工程. 2019(09)
[4]基于T-N曲线和Miner理论的绷紧式深海系泊缆疲劳损伤研究[J]. 田中仁,张火明,管卫兵,谢卓,方贵盛. 舰船科学技术. 2019(15)
[5]浅析HMPE缆绳对LNG船系泊件强度的潜在影响[J]. 宋锋,杨瑞玲,徐亮. 中国水运(下半月). 2018(03)
[6]长周期波作用下防波堤透浪对港内系泊稳定影响分析[J]. 张志,孔友南,程培军. 水道港口. 2017(06)
本文编号：3371834
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