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基于减摇附体的高速多体船减纵摇控制规律的研究
| 论文题名： | 基于减摇附体的高速多体船减纵摇控制规律的研究 |
| 关键词： | 多体船;减摇附体;升沉运动;纵摇运动;解耦控制 |
| 摘要： | 在最近几年时间里，由于世界各国造船技术的持续发展，出现了许多优良性能的新型船舶。在众多的新型船舶中，多体船较单体船而言，拥有更好的浮性、稳定性、耐波性、机动性和隐身性，此外还有装载量大，抗冲击能力强等优点，因此在民用以及军用领域具有广阔的应用前景。但是多体船在快速航行过程中，船体存在的大幅度纵向运动，这会导致船舶的舒适性与安全性降低，严重情况下会破坏船上的一些设施，减小船舶发动机的运行效率。世界各国中很多科研人员在减小高速航行的船舶纵向运动幅值这一课题上做了大量的研究，目前来说，为船体安装减摇附体使用频率最高。 本文采用T型翼和压浪板作为多体船的减摇附体，分析了多体船在高速航行过程中的纵向运动情况。首先对多体船的纵摇与升沉运动的数学模型进行了介绍与分析，应用ANSYS计算高速多体船的水动力系数，对多体船进行模型辨识。分析T型翼和压浪板的减摇原理，分别建立海浪、多体船、T型翼和压浪板的数学模型，应用MATLABSIMULINK建立多体船的纵向运动仿真系统。接下来分析高速多体船的开环纵向运动特性，从海浪和减摇附体两方面研究对船舶纵向运动的影响。分别应用PD算法和模糊控制作为系统的控制方法，设计高速多体船闭环控制系统。对高速多体船的升沉和纵摇情况进行仿真，并比较两种控制方式的控制效果。对减升沉和减纵摇控制系统进行仿真，根据仿真曲线得出系统存在耦合性。为了能够同时限制升沉和纵摇运动，需要对系统进行解耦控制，让每一个输入仅对相应的输出进行控制。最后在不同海况下仿真得到T型翼和压浪板的结构布局。 本文研究的多体船减纵摇规律，可以为后续深入研究多体船减摇问题作基础。设计和改善多体船减纵摇系统，可以降低船体的纵向运动幅值，从而能够增强高速多体船的运动性能。 |
| 作者： | 刘娜 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 朱齐丹 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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