三体船岸上辅助靠离泊装置设计与控制研究
发布时间：2021-05-20 16:09
随着船舶行业在不断发展,对于船舶安全性的要求也越来越高,其中辅助靠离泊技术是在船舶靠离岸时提高靠离泊安全性、靠离泊效率的重要技术。传统的辅助靠离泊技术存在着诸多安全性、效率方面的问题,这也推动了辅助靠离泊技术向更加安全也更加智能化的方向发展。本次设计就设计一种辅助靠离泊装置对一艘目标三体船进行辅助靠离泊操作。目前对于三体船靠离泊方面的研究较为少见。且由于三体船船型的特殊,传统靠离泊方式不利于其方便的进出泊位,因此本文研究岸基三体船辅助靠泊装置,试图通过该装置可显著改善三体船靠离泊过程。首先,本文对三体船岸上辅助靠离泊装置的结构进行了设计。根据功能、需求明确了该装置工作时的自由度,并对在每个自由度上的运动进行了讨论。在考虑使用的灵活性、合理性以及安全性后,利用SolidWorks软件对三体船和辅助靠离泊装置进行了三维建模并对辅助靠离泊装置进行了有限元分析。然后,本文建立了上述辅助靠离泊装置的运动学与动力学模型。本文利用D-H建模方法得到了连杆间四个重要参数,接着利用齐次变换得到末端执行器相对于基坐标系的坐标矩阵,从而得到该装置的运动学正解,又利用几何方法得到了装置的运动学逆解。进一步在M...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 辅助靠离泊技术概述与发展现状
1.3 三体船发展现状
1.4 研究内容与章节安排
2 三体船岸上辅助靠离泊装置设计
2.1 目标三体船简介与三维建模
2.1.1 目标三体船简介
2.1.2 目标三体船的三维建模
2.2 辅助靠离泊装置的机械设计
2.2.1 辅助靠离泊装置的需求分析
2.2.2 辅助靠离泊装置的详细机械设计
2.2.3 辅助靠离泊装置的三维建模与零件参数求取
2.2.4 辅助靠离泊装置的有限元分析
2.3 本章小结
3 三体船岸上辅助靠离泊装置运动学与动力学分析
3.1 装置的空间描述与变换
3.1.1 装置的空间描述
3.1.2 装置的空间变换
3.2 装置的运动学分析
3.2.1 装置的正运动学分析
3.2.2 装置的逆运动学分析
3.3 基于蒙特卡洛法的装置工作空间求取
3.4 装置的动力学分析
3.5 本章小结
4 三体船岸上辅助靠离泊装置控制算法分析与仿真
4.1 装置的控制算法分析
4.1.1 PID控制算法介绍
4.1.2 模糊PID控制算法介绍
4.1.3 模糊PID控制器的设计
4.2 两种控制算法的仿真效果对比
4.2.1 基于Simulink的三体船随水面运动状态仿真
4.2.2 基于Simulink的装置控制系统设计与仿真
4.3 基于MATLAB的装置控制运动仿真
4.4 本章小结
5 基于SolidWorks的三体船辅助靠离泊装置运动仿真
5.1 基于SolidWorks-Motion的辅助靠离泊装置运动仿真
5.2 基于SolidWorks“动画”的辅助靠离泊装置抓取运动仿真
5.3 本章小结
6 总结与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]自动系泊系统简化设计方法[J]. 曹凯平,何俊峰,浦伟庆. 水运工程. 2020(03)
[2]模糊自适应PID控制在无刷直流电机调速系统中的应用[J]. 顾祖成,耿小江,王永娟,徐诚. 机械设计与制造工程. 2020(01)
[3]自动系泊系统应用[J]. 曹凯平,何俊峰,浦伟庆. 水运工程. 2019(12)
[4]基于模糊自适应PID真空室温度控制的研究[J]. 张申宇,马天兵,罗松松,王程. 组合机床与自动化加工技术. 2019(11)
[5]基于模糊自适应PID控制的气动伺服系统位置控制[J]. 詹长书,詹鸿飞,李志鹏,林雨. 森林工程. 2019(06)
[6]船舶自动系泊技术发展及应用[J]. 杨卫忠,陈庆为,张攀攀. 中国水运(下半月). 2019(08)
[7]港口船舶智能化系泊技术的研究现状与发展[J]. 高峰,胡克,赵铁石,沈文君,李焱. 中国水运(下半月). 2019(05)
[8]浅析拖轮协助大型船舶靠离泊[J]. 庞明瀚. 珠江水运. 2018(03)
[9]基于模糊自适应PID控制的重载列车操纵优化研究[J]. 赵巧妮. 机车电传动. 2017(03)
[10]基于SolidWorks Motion的六自由度平台运动仿真[J]. 张铭,贺乃宝,宋伟. 机械设计与制造工程. 2016(06)
硕士论文
[1]三自由度医疗辅助机器人的建模与控制[D]. 陈洲.沈阳工业大学 2019
[2]六自由度机器人运动控制及轨迹规划研究[D]. 韩冲.西安工业大学 2019
[3]六自由度机器人控制与仿真技术研究[D]. 顾威.山东大学 2017
[4]四自由度关节机械臂运动仿真研究[D]. 周霏.南京航空航天大学 2015
[5]三体船总体设计及性能研究[D]. 巴雅尔图.哈尔滨工程大学 2013
[6]三体海峡客滚船总体设计研究[D]. 王云.哈尔滨工程大学 2011
[7]三体舰船总体初步设计及模块化技术研究[D]. 孙洪源.哈尔滨工程大学 2010
[8]三体船布局对阻力影响的初步研究[D]. 詹栋梁.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：3198050
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 辅助靠离泊技术概述与发展现状
1.3 三体船发展现状
1.4 研究内容与章节安排
2 三体船岸上辅助靠离泊装置设计
2.1 目标三体船简介与三维建模
2.1.1 目标三体船简介
2.1.2 目标三体船的三维建模
2.2 辅助靠离泊装置的机械设计
2.2.1 辅助靠离泊装置的需求分析
2.2.2 辅助靠离泊装置的详细机械设计
2.2.3 辅助靠离泊装置的三维建模与零件参数求取
2.2.4 辅助靠离泊装置的有限元分析
2.3 本章小结
3 三体船岸上辅助靠离泊装置运动学与动力学分析
3.1 装置的空间描述与变换
3.1.1 装置的空间描述
3.1.2 装置的空间变换
3.2 装置的运动学分析
3.2.1 装置的正运动学分析
3.2.2 装置的逆运动学分析
3.3 基于蒙特卡洛法的装置工作空间求取
3.4 装置的动力学分析
3.5 本章小结
4 三体船岸上辅助靠离泊装置控制算法分析与仿真
4.1 装置的控制算法分析
4.1.1 PID控制算法介绍
4.1.2 模糊PID控制算法介绍
4.1.3 模糊PID控制器的设计
4.2 两种控制算法的仿真效果对比
4.2.1 基于Simulink的三体船随水面运动状态仿真
4.2.2 基于Simulink的装置控制系统设计与仿真
4.3 基于MATLAB的装置控制运动仿真
4.4 本章小结
5 基于SolidWorks的三体船辅助靠离泊装置运动仿真
5.1 基于SolidWorks-Motion的辅助靠离泊装置运动仿真
5.2 基于SolidWorks“动画”的辅助靠离泊装置抓取运动仿真
5.3 本章小结
6 总结与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]自动系泊系统简化设计方法[J]. 曹凯平,何俊峰,浦伟庆. 水运工程. 2020(03)
[2]模糊自适应PID控制在无刷直流电机调速系统中的应用[J]. 顾祖成,耿小江,王永娟,徐诚. 机械设计与制造工程. 2020(01)
[3]自动系泊系统应用[J]. 曹凯平,何俊峰,浦伟庆. 水运工程. 2019(12)
[4]基于模糊自适应PID真空室温度控制的研究[J]. 张申宇,马天兵,罗松松,王程. 组合机床与自动化加工技术. 2019(11)
[5]基于模糊自适应PID控制的气动伺服系统位置控制[J]. 詹长书,詹鸿飞,李志鹏,林雨. 森林工程. 2019(06)
[6]船舶自动系泊技术发展及应用[J]. 杨卫忠,陈庆为,张攀攀. 中国水运(下半月). 2019(08)
[7]港口船舶智能化系泊技术的研究现状与发展[J]. 高峰,胡克,赵铁石,沈文君,李焱. 中国水运(下半月). 2019(05)
[8]浅析拖轮协助大型船舶靠离泊[J]. 庞明瀚. 珠江水运. 2018(03)
[9]基于模糊自适应PID控制的重载列车操纵优化研究[J]. 赵巧妮. 机车电传动. 2017(03)
[10]基于SolidWorks Motion的六自由度平台运动仿真[J]. 张铭,贺乃宝,宋伟. 机械设计与制造工程. 2016(06)
硕士论文
[1]三自由度医疗辅助机器人的建模与控制[D]. 陈洲.沈阳工业大学 2019
[2]六自由度机器人运动控制及轨迹规划研究[D]. 韩冲.西安工业大学 2019
[3]六自由度机器人控制与仿真技术研究[D]. 顾威.山东大学 2017
[4]四自由度关节机械臂运动仿真研究[D]. 周霏.南京航空航天大学 2015
[5]三体船总体设计及性能研究[D]. 巴雅尔图.哈尔滨工程大学 2013
[6]三体海峡客滚船总体设计研究[D]. 王云.哈尔滨工程大学 2011
[7]三体舰船总体初步设计及模块化技术研究[D]. 孙洪源.哈尔滨工程大学 2010
[8]三体船布局对阻力影响的初步研究[D]. 詹栋梁.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：3198050
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3198050.html
