船舶横甩及随浪操纵对策研究综述

综合现有对船舶横甩现象的研究 ,总结分析了横甩的发生与波浪环境以及航行状态等外部条件的关系 ,最后以此为基础对船舶的随浪操纵提出了几点建议     

非线性船舶操纵性计算(方法和程序)

一、引言操纵性是船舶的重要航行性能。无论是保持既定航向和迅速实现所需要的机动,对于船舶的航行安全和顺利完成其使命都是十分重要的。然而,由于船舶操纵运动时水动力作用十分复杂,至今还缺乏可供船舶设计时采用的比较简便而可靠的操纵性计算方法。第十届国际拖曳水池会议(ITTC)提出,以实船试验数据比较完整的“航海者”型船(AARINER)为标模,对各水池约束试验的水动力系数进得比较,然后计算船模和实船的运动轨迹,并和实船试验结果作比较。M.S.Chitt和J.Strom—     

规则波浪中船舶操纵响应遭遇频率频散概念与机制

采用船舶单自由度横摇运动方程,以及纵摇与垂荡耦合摇荡运动方程,数值模拟了规则波浪中船舶操纵响应不规则摇荡运动现象。假定波浪中船舶遭遇频率具有谐波分量形式,定义了遭遇频率常量、强度和散射频率,提出了船舶遭遇频率频散概念,推导了遭遇频率的频散关系,分析得到了航速和浪向角度变化引起的两种频散机制。散射机制表明:顶浪航行时航速散射效率最高,正横浪航行时航向角散射效率最高。     

水域无人系统平台自主航行及协同控制研究进展

水域无人系统平台是指可通过远程遥控、无人驾驶、自主航行等方式达成任务的一类平台,涵盖无人船艇及其所配备的无人机、自主水下机器人等.自主航行及协同控制理论技术水平是水域无人系统平台的核心所在,已成为船舶与海洋工程及水上交通等领域的热点研究方向.为掌握水域无人系统平台的自主航行及协同控制方面的发展动态和趋势,综述了水域无人...     

一种新的变结构控制方案及其在船舶操纵中的应用

船舶的操纵与控制问题可以归结为一个四阶线性系统在环境干扰、参数摄动与建模误差同时存在时的状态空间控制问题。传统的变结构控制应用于船舶操纵系统易导致频繁来回操舵。本文研究一种连续的变结构控制方案,进一步讨论了其稳定性及优点,并将其引入限制水域的船舶操纵中。仿真表明,它可以完全抑制频繁来回操舵或抖振,并可得到较理想的控制效果。     

恒速航行原理的数学证明与分析

提出并证明了船舶经济航行的基本原理———恒速航行原理 .先将实际船舶航行中最经济航行的航速选择这个一般性问题抽象成纯数学问题 :在规定的时间内从A地航行到B地 ,如何选择航速以使推进系统总耗功最省 ;然后在数学上证明恒速航行原理 ,即恒速航行是船舶经济航行唯一的选择 ;最后 ,将该原理推广到其它交通手段 ,如车辆行驶和飞机飞行     

消除水雷威胁

在水面和空中猎雷任务中,一次性排雷系统和自治式无人操纵水下航行器同遥控操纵航行器相比,有若干优点。     

多操纵面战斗机飞行控制系统设计

现代多操纵面战斗机飞行控制系统多采用非线性控制方法进行设计,其中逆系统方法具有物理概念清晰、参数对应明确、无不确定性算法、容易结合传统经验等优点,易于工程实现.将该方法应用于多操纵面战斗机的基本控制律设计,使用多层简化设计,改进了多操纵面的控制分配策略,并针对某型多操纵面战斗机六自由度模型进行数字仿真,效果良好.     

舰船舵减横摇广义预测约束控制

依据舵减摇状态空间模型,推导舵减横摇广义预测控制律,在舵角舵速约束的条件下,采用二次型规划计算控制量进行减横摇控制.对某一船舶在典型航行工况下进行了系统仿真,仿真结果表明,该方法不但可取得35%～45%的减摇效果,而且对横摇角速度与横摇角加速度也有40%左右的减小效果.     

保障潜艇生命力的安全操纵技术研究

从潜艇操纵安全的角度出发,论述了保障潜艇生命力的措施,提出了潜艇航行深度安全区的概念,并明确了安全深度的确定原则及方法;论述了潜艇舵卡及舱室进水事故的危害及其挽回操纵策略;描述了潜艇操纵安全界限图的组成、绘制及使用方法.     

舰船变向航行极点配置计算机控制

本文根据舰船变向航行的技术要求,采用现代控制理论中极点配置法,使舰船变向航行过程的动态性能较好。应用降维观测器获取航向微分讯号,并应用微型计算机实现其控制律及状态估计。根据某艇海上实验所得船体航向运动参数,进行了数字模拟混合仿真。仿真结果表明:控制律的推导,计算机软硬件的设计是正确的。     

舰船航向保持的变结构控制及仿真

运用变结构控制理论和计算机仿真技术研究舰船航向保持过程的变结构控制问题,针对舰船定向航行要求航向准、舵角小的控制特点,采用二次型最优控制方法设计滑动模态超平面,设计了满足滑模超平面到达条件的指数趋近律,导出了对应的控制律。同时,为进行比较研究,设计了PID控制器并整定了相关参数。理论分析与仿真研究表明:对于舰船定向航行,变结构控制方案正确可行,控制效果优于PID控制方案。     

潜艇近水面深度滑模模糊控制仿真研究

根据潜艇近水面航行操纵控制过程的特点,设计了一种潜艇深度滑模模糊控制自动舵(SMFC)。其基本原理是在滑模控制中应用模糊逻辑控制,通过模糊控制器逼近滑模控制的非线性切换函数,达到抑制滑模控制抖振的目的。然后,对潜艇在无外界干扰和近水面航行受波浪力干扰两种情况下的深度控制进行了仿真。仿真实验结果表明:SMFC控制可以获得较好的深度保持性能,并且具有较强的抗干扰能力。与PID控制相比,SMFC控制的控制品质有了明显提高。     

船舶操纵模拟器立体视景系统理论、方法和实现的研究

在船舶操纵模拟器中,视景系统的立体显示为场景中物体的空间关系提供重要的视觉信息,并大大地增强了三维场景的真实感。分析了立体显示方法的原理,介绍了多通道立体显示系统所需的设备及环境,提出了基于Vega的船舶操纵模拟器的立体显示视景系统结构框架,阐述了Vega中场景初始化的方法及立体显示参数的设置,并实现了基于Vega的船舶操纵模拟器视景系统的立体显示,提高了船舶操纵模拟器视景系统的逼真度。     

航行数据记录仪音频系统设计

航行数据记录仪(简称VDR)是一种以安全并可恢复的方式,记录保存有关船舶事故发生前后一段时间内的船舶有关信息的仪器,对加强海上航行安全和船舶事故的分析有重要的意义,语音信息处理是VDR的重要功能之一.VDR音频系统以Windows为系统平台,主要包括音频采集,音频压缩,麦克风检测和语音回放四个部分,重点讨论了Windows系统下音频采集系统框架设计、音频压缩算法GSM6.10的设计、利用语音频谱分析进行麦克风检测和音频回放系统.     

消息二则

四月四日,中国造船工程学会船舶操纵性学组在我院组织召开了对第17届ITTO资料中有关资料学习讨论会,讨论的主题是船舶操纵性衡准问题.参加讨论会的成员单位有武汉水运工程学院、华中工学院,长航科研所、海军工程学院等,海军工程学院范尚雍副教授主持了会议,武汉水运工程学院副院长吴秀恒教授出席了学习讨论会。     

船舶火灾原因及其调查方法

船舶在航行中是一个独立的实体 ,极易发生火灾或爆炸事故 ,造成严重的经济损失和人员伤亡。文章主要阐明船舶火灾的特点、船舶火灾的主要原因、主要起火部位以及船舶火灾的调查方法。     

“气垫吉普”——袖珍气垫船发展概况

“气垫吉普”是一种采用气垫技术的新型交通工具,它具有水陆两栖功能,其运动方式介于汽车、船舶和飞机三者之间,以载人为主,操纵控制方便,用途甚广,当前已风靡欧洲,波及全球。“气垫吉普”大小与吉普车相当,也由车身、动力装置和传动、转向、电气、燃油、辅助系统组     

潜艇水下低速航行时的安全操纵控制技术

针对潜艇水下低速航行时的操艇安全问题,在对潜艇水下低速航行工况的概念和使用时机进行分析的基础上,根据艇体和首、尾水平舵的水动力特性,结合实艇使用经验,研究并总结出潜艇水下低速航行时的安全操纵控制技术。这些技术对保障潜艇在水下低速航行时的操艇安全具有实际指导意义。     

舰船定向航行自适应控制——一种新方案及其仿真研究

文章根据现有的国外船舶航向自适应控制方面的资料,分析了几种典型的定向航行自适应舵方案,从而有根据地提出了零极点配置自校正调节器自适应舵方案(PZSTR方案)。文章讨论了如何配置闭环零极点,并给出了可用单板机系统实现的简化算法。文章应用计算机仿真技术研究了PZSTR方案,并与已有实际应用的最小方差自校正调节器自适应舵方案(MVSTR方案)进行了比较,得出了一些有参考价值的结论。