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船舶减摇水舱测试系统设计及控制策略研究
| 论文题名： | 船舶减摇水舱测试系统设计及控制策略研究 |
| 关键词： | 试验台架;减摇水舱;船舶横摇;控制策略;测试系统 |
| 摘要： | 减摇水舱是现阶段船舶减摇中重要的减摇装置之一，主要适用于零航速或者行驶速度较慢的船舶中，减摇水舱按照结构形式可以分为U型减摇水舱和槽型减摇水舱，而U型减摇水舱又可以分为主动式减摇水舱、被动式减摇水舱和可控被动式减摇水舱三种。 可控被动式减摇水舱在多种航速下都有一定的减摇性能，运用少量的能量通过对安装在两边舱底部水阀或气阀进行控制，来达到对舱内流体横摇控制的目的，使水舱内的液体总是集中在船舶向上运动的一侧，为船体产生一个稳定的力矩，从而避免在非谐摇区中出现幅值变大的现象，以此方式来达到改变水舱的固有周期目的。 减摇水舱试验台架是研究和设计减摇水舱的重要设备之一。它可以模拟实际船舶在海上航行的运动情况，并从它的运动中研究水舱的运动和控制规律，为实际控制方式提供更为可靠的各种参数。 本论文介绍了减摇水舱试验台架整体结构的设计和控制系统硬件的选取，并详细介绍了试验台架中U型水舱结构的设计原理以及尺寸的设计，对U型水舱的运行规律进行了深入的分析和研究。 为了实现对水舱自动控制算法中数据的采集、分析，运算，并对水舱阀门做出相应的控制，论文根据研究需要对减摇水舱控制原理进行了需求分析和功能分析。并提出了一种基于西门子控制模块及软件通讯协议的控制系统设计方案。该方案基于高性能、高可靠性的S7-200模块对系统进行分布式设计，将系统分为中心控制器和人机交互模块，并采用了 气阀与水阀同时控制的方式。与常规控制模式相比，它在控制输出控制反馈中更加有效，使水舱在实际应用中拥有更为良好的减摇效果。 论文最后给出了减摇水舱实验台架试验后的结果。结果表明，研制的水舱及控制理论在模拟的海浪中具有一定的减摇效果，本论文的研究对减摇控制理论的及实验台架的设计具有重要的意义。 |
| 作者： | 张杰荐 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 杨建鸣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 内蒙古科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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