基于动力定位应用的直翼桨模拟器开发

发布时间：2021-09-17 12:18

　　直翼桨能够在不改变转速的情况下实现推力大小和方向无极可调,因而被广泛应用于高动力定位控制要求的场合。然而配套的直翼桨装置往往都是引进设备,供货周期长,因此在船舶设计阶段,一般并不具备动力定位控制装置与直翼桨实物联调的条件。直翼桨模拟器的开发可弥补这一缺陷。文章以直翼桨水动力性能研究为基础,通过映射关系实现推力矢量与控制点信息之间的解算,模拟直翼桨的工作性能,从而为接口调试、协同控制算法验证及优化设计提供条件。 

【文章来源】：船舶. 2020,31(04)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

直翼桨推力随控制点变化图

考虑到实船上,引进设备直翼桨提供接口信息是推力大小和方向,因而本装置开发中控制指令的调制与映射关系由直翼桨模拟器来实现。直翼桨的输入/输出指令调制与映射关系如图2所示。模拟器需要从动力定位控制装置获取左、右舷直翼桨的推力大小T和推力方向角度α组成的控制指令[T,α],附加水流入口速度及当前转速后,由水动力性能推导求解出控制点偏心率、偏转角度、转矩、输出功率、输入功率、效率等信息,其中控制点对应的偏心率e与偏转角度β组成[e,β]底层控制指令作用于直翼桨,最终推进器将实际产生的主推力大小和方向信息发送回动力定位控制装置,实现控制闭环。

通过边界条件设定,采用动网格进行推进器CFD仿真,可得到推进器在不同偏心率(e=0.4、0.5、0.6、0.7、0.8)下的水动力性能参数曲线如图4所示[3]。考虑仿真样本数量有限,对不同偏心率下主推力随着水流入口速度变化的曲线进行3次多项式拟合,拟合得到的多项式系数如表1所示:

【参考文献】：
硕士论文
[1]装有摆线推进器动力定位推力分配研究[D]. 李金圃.哈尔滨工程大学 2017
[2]摆线推进器结构及性能优化研究[D]. 陈先进.浙江大学 2013



本文编号：3398709