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船舶横摇运动仿真与减摇鳍控制系统的研究
| 论文题名： | 船舶横摇运动仿真与减摇鳍控制系统的研究 |
| 关键词： | 船舶横摇;运动仿真;减摇鳍;控制系统 |
| 摘要： | 船舶在航行过程中由于受到海浪的干扰，会产生六个自由度运动，其中以横摇运动最为剧烈。船舶的横摇运动不仅会影响船舶的适航性以及船员的舒适性，严重时还会造成船舶倾覆等灾难性的后果。 如何有效减小船舶横摇运动是船舶运动控制领域的热门课题。本文采用减摇鳍作为研究对象，通过仿真数据分析验证了减摇鳍的减摇性能，并且设计了基于C8051F040的减摇鳍控制器，实现减摇鳍控制系统的部分功能。 在船舶横摇运动建模过程中首先建立海洋环境，以海浪波倾角仿真数据为输入，船舶横摇运动数学模型为载体，得到船舶横摇角的仿真输出。然后建立减摇鳍系统的数学模型，在Simulink中搭建模型框图，得到有减摇鳍船舶和无减摇装置船舶在同一海况下的横摇角仿真曲线，从而验证减摇鳍的减摇性能。 减摇鳍控制系统的作用是通过采集船舶横摇角度输出对应的鳍角指令，该指令进入随动系统驱动鳍叶转动，从而达到减摇目的。本文设计了基于C8051F040的减摇鳍控制器，另外通过MPU6050陀螺仪传感器采集横摇角度，陀螺仪与主控芯片通过串行通道通信，由于实验环境有限，无法实现实船减摇鳍的电液随动系统，因此采用SG90servo电机来代替减摇鳍的驱动机构。最终实现了减摇鳍控制系统的基本功能，并设计了基于LabVIEW的横摇状态显示界面。 |
| 作者： | 夏义 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 王冬捷 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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