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浮船坞沉浮系统建模及其仿真研究
| 论文题名： | 浮船坞沉浮系统建模及其仿真研究 |
| 关键词： | 浮船坞;惩罚函数;计算机仿真;自动控制;沉浮系统 |
| 摘要： | 本课题来源于某在建8万吨浮船坞自动控制设计项目,为该项目子课题之一。本文所研究的浮船坞沉浮系统建模与仿真为该项目提供理论基础与软件支持。 浮船坞是大型造船工业的重要工具,其突出特点是可以机动地靠近待修船舶。沉浮系统的工作效率与可靠性是浮船坞能否顺利完成作业要求的关键因素。传统浮船坞沉浮系统为人工手动控制,对作业人员的操作经验和专业素质要求很高,而且效率低、误差大,存在很多弊端。随着计算机和自动控制技术的迅猛发展,浮船坞的自动控制设计成为必然趋势。 为丰富和夯实浮船坞沉浮系统的研究成果,本文围绕浮船坞沉浮系统的建模和仿真,展开了较深入的研究工作。进而,分别研究了关于调节水量的优化模型和调节时间的优化模型,并提出了最优化的调水方案。最后运用MATLAB对其进行仿真研究,结果显示,所得调水方案满足浮船坞设计要求。这为浮船坞的自动控制设计提供了有效的方法。具体研究工作包括: 首先,计算了浮船坞各浮态参数:吃水差、横纵倾角、静水力曲线等,其中重点研究了静水力曲线的计算方法。然后利用各浮态参数和物理平衡原理建立了浮船坞压载水舱的配载模型,进而运用惩罚函数法对该模型进行求解得到各压载水舱调节水量。 其次,现在很多浮船坞是由废船改造而成,这些浮船坞的坞体形状不规则,压载水舱的排列没有规律可循,单纯求解上述模型工作量大、步骤复杂、困难较多。为解决上述问题,本文基于配载模型,分别建立了调节水量优化模型与调节时间优化模型。进而,通过求解所得优化模型得到各压载水舱的调节水量与阀门的开启时间,从而确定调节方案。 最后,以一艘8万吨浮船坞为算例在MATLAB环境下进行编程,对其优化模型进行仿真研究。仿真结果表明,求解优化模型得到的调水方案结果满足浮船坞设计要求。 |
| 作者： | 孙竞超 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 谭跃;王宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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