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《哈尔滨工程大学》 2002年
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升力反馈减摇鳍及减摇鳍变结构控制方法研究

贺彦峰  
【摘要】: 对船舶减摇技术的研究已经历了近百年的历史,前后共产生了三百五十多种减摇装置,其中以减摇鳍的使用最为广泛和有效。减摇鳍是一种主动式减摇装置,它采用力矩对抗原理设计。 目前使用的减摇鳍是一个角度反馈系统,它通过鳍的转角来计算控制力矩,这样就存在一些不足之处,因为鳍上产生的升力和鳍角的对应关系主要靠鳍模的水动力试验来求得。由于鳍的水动力试验有很大的误差,特别是在动态条件下鳍的水动力特性测试更是困难,所以这种控制方法产生的鳍升力不能很好地抵消波浪力矩,从而影响了减摇效果。如果我们能够直接测得鳍上产生的升力,就可以避开鳍角转化为升力时的许多不确定因素,这就是升力反馈减摇鳍系统的基本思想。本课题来源于国家“211工程”重点建设项目,最终在实验室内装备一台升力控制减摇鳍实验装置。 本课题所做的工作主要包括: 1.在原来角度反馈减摇鳍系统的基础上,通过适当的改造建立升力反馈减摇鳍系统的实验台架。 2.利用嵌入式工控机对减摇鳍的控制与操纵部分进行改造,代替原来的模拟器件,使控制部分实现数字化。 3.对升力反馈部分进行设计,安装、测试升力传感器,并对升力信号进行测试。 4.针对角度反馈减摇鳍系统,在控制方法进行进一步的研究。利用滑模变结构控制方法设计控制器、进行仿真,并与传统的PID控制进行仿真对比,以验证其在减摇效果上的优越性。 本文所做的工作不仅具有一定的理论价值,而且还为升力反馈减摇鳍系统的进一步研究工作打下了坚实的基础。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:U664.7

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 王彬;船舶多航态对减摇鳍电伺服系统影响研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 章鑫;基于液压缸压力及鳍角反馈的减摇鳍升力控制[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 舒小芳;减摇鳍动态水动力模型及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
4 姜述强;船舶升力控制减摇鳍及其试验台的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
5 梁燕华;升力/鳍角综合控制减摇鳍控制方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 金鸿章,谷云彪,汪滨琦,候兴凯;减摇鳍变参数PID控制器的设计[J];船舶工程;1994年04期
2 焦侬;减摇鳍自适应控制系统的研究和仿真[J];船舶工程;1998年04期
3 徐绍衡;全数字化──船舶自动化技术发展的新方向[J];船舶工程;1998年04期
4 余音,胡毓仁,金咸定;船舶在波浪中非线性横摇研究的现状和发展[J];船舶力学;2000年01期
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【共引文献】
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4 吴盛英;;液压伺服系统中数字控制器的优化设计[J];安徽工学院学报;1987年04期
5 奚伟东;;冷水机组群控的设计与实现[J];安徽建筑;2011年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 杨林;樊立萍;;基于模糊的电气伺服系统等效滑模变结构控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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5 管力明;林剑;胡更生;;基于滑模控制的无轴单张纸输纸机同步控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 李利娜;窦丽华;蔡涛;潘峰;;基于干扰观测器的滑模变结构控制器设计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 刘现明;高存臣;;基于观测器的时变时滞离散系统的变结构控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 熊华胜;严浙平;;水下机器人水动力系数估计及其在航向鲁棒控制中的应用[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 靳添絮;刘立;陈树新;卢月品;;伺服系统位置控制中基于扩展状态观测器的变结构控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 边信黔;周佳加;王宏健;张伟;贾鹤鸣;;基于误差空间与区域稳定鲁棒的AUV深度跟踪研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪步云;水下作业机械手抓取力伺服控制的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 张蛟龙;平面二级倒立摆的控制策略研究[D];河南理工大学;2010年
3 况清龙;基于逆变器的直流无源滤波器的优化设计及其可视化算法[D];南昌航空大学;2010年
4 何凤平;迟滞系统的滑模变结构控制算法研究[D];浙江理工大学;2010年
5 王岩;智能建模和模糊广义预测控制研究及在船舶减纵摇控制中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
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7 王思研;变形鳍在低航速下升力建模与控制策略研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 袁瑞琴;嵌入式动力定位控制器的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 赵淑香;零航速下减摇鳍的运动规律与能量优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 张杰;近水面作业的机器人综合减摇机理研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王基盛,杨庆山;流体环境中结构附加质量的计算[J];北方交通大学学报;2003年01期
2 孙韶元,王俊然,李华德;全数字化交流电机直接转矩控制系统[J];北京科技大学学报;1996年05期
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5 岳爱武;魏柏永;焦侬;;减摇鳍系统仿真探讨[J];船舶工程;1990年02期
6 金鸿章,谷云彪,汪滨琦,候兴凯;减摇鳍变参数PID控制器的设计[J];船舶工程;1994年04期
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8 廖铭声;减摇鳍的阻力计算[J];船舶工程;1995年04期
9 焦侬;减摇鳍自适应控制系统的研究和仿真[J];船舶工程;1998年04期
10 徐绍衡;全数字化──船舶自动化技术发展的新方向[J];船舶工程;1998年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋艳秋;绕机翼二相流流动的计算研究[D];大连理工大学;2002年
2 于萍;舵鳍联合鲁棒控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2001年
3 张海鹏;升力反馈减摇鳍系统的研究及随动系统的改造[D];哈尔滨工程大学;2002年
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7 许叙遥;船舶减摇技术的若干研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
8 扈占良;基于数据融合的综合测量[D];福州大学;2005年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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2 董美华;马汝建;赵东;;船舶减摇技术研究进展[J];济南大学学报(自然科学版);2008年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 刘胜;庞强;李佳来;;船舶减摇鳍电驱动控制系统设计研究[A];2006年船舶通讯导航学术会议论文集[C];2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王思研;变形鳍在低航速下升力建模与控制策略研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 赵淑香;零航速下减摇鳍的运动规律与能量优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 金鸿章;;长峰波随机海浪的实时仿真和频谱分析[J];船舶工程;1987年01期
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【相似文献】
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1 吉明,金鸿章,杨生,阎立涛;减摇鳍半实物仿真系统的设计与实现[J];应用科技;2002年09期
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8 曹溯萱,邱龙源;鳍箱内减摇鳍鳍角零位调整的新工艺[J];中国修船;2000年05期
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1 周清华;杜留法;杨雄辉;;减摇鳍加强结构CAD/CAE一体化的若干关键技术探讨[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
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3 刘现明;高存臣;;基于观测器的时变时滞离散系统的变结构控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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5 任章;周风歧;徐德民;;一类不稳定线性区间系统的变结构控制镇定[A];第三届全国控制与决策系统学术会议论文集[C];1991年
6 程鹏;陈小娟;;磁通观测器滑动模态的LTR设计[A];1995年中国控制会议论文集(上)[C];1995年
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1 记者 张银炎;七〇四所轻小型减摇鳍获国家专利[N];中国船舶报;2011年
2 余华;华渝总厂获新型减摇鳍订单[N];中国船舶报;2011年
3 记者 张银炎;七○四所减摇鳍旺销[N];中国船舶报;2003年
4 记者 耿挺;首套国产伸缩式减摇鳍今亮相[N];上海科技报;2011年
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6 记者 张银炎;减摇鳍研发获重大突破[N];中国船舶报;2003年
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9 记者 张银炎 周升友;大型船用减摇鳍国产化步伐加快[N];中国船舶报;2009年
10 记者 张银炎;七○四所收放式减摇鳍批量装民船[N];中国船舶报;2004年
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1 王龙金;零/低航速减摇鳍升力模型及系统控制策略研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 王帆;零航速减摇鳍仿生机理及控制关键技术[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 梁利华;减摇鳍电液负载仿真台性能研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
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5 姚绪梁;减摇鳍的动态水动力特性及电伺服系统研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
6 赵为平;大型水面舰艇综合平衡系统研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
7 罗延明;船舶零航速减摇鳍及其电动伺服系统研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
8 张晓飞;船舶零航速减摇鳍建模与控制策略研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 綦志刚;船舶零航速减摇鳍升力机理及系统模型研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
10 于立君;船舶减摇鳍/减摇水舱综合减摇试验装置研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贺彦峰;升力反馈减摇鳍及减摇鳍变结构控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
2 刘绪化;减摇鳍虚拟仪器测试及性能分析系统设计[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 方悦;基于嵌入式的变鳍型减摇鳍控制器研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 潘艳;变形减摇鳍及其在水下机器人中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 杨林;减摇鳍减横摇系统设计[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 王彬;船舶多航态对减摇鳍电伺服系统影响研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 章鑫;基于液压缸压力及鳍角反馈的减摇鳍升力控制[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 赵淑香;零航速下减摇鳍的运动规律与能量优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 杨波;基于海浪谱的减摇鳍控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
10 魏鹏;低航速减摇鳍的升力特性分析及控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
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