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《哈尔滨工程大学》 2006年
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小水线面双体船减摇鳍系统控制分析与初步设计

李元晖  
【摘要】:小水线面双体船是一种具有耐波性能优良、中高速下阻力小、甲板面积宽敞等优点的高性能船舶,因而受到了世界各国的广泛关注。 现有已发表的文章重点主要是放在小水线面双体船总体结构、水动力及其运动性能等方面,对其减摇控制的分析以及综合实现较少涉及。但小水线面双体船的纵向运动和高速情况下的垂荡运动直接影响其在海上的运动姿态,进而影响船的运动稳定性。因此加强对小水线面双体船减摇稳定装置及其控制方法的研究具有重要意义。不但可以充实小水线面双体船减摇方面的研究材料;而且对于以双体船技术为基础的多体船,也可以提供在高速下垂荡和纵摇运动的参考文献。 本文分为五个部分。第一部分,对小水线面双体船的结构特征和性能做了简单的介绍,并回顾了五十多年的发展历程。第二部分,从理论分析入手,建立了纵摇和垂荡运动的数学模型,并以不同频率的规则波和不规则波作为小水线面双体船的扰动信号,研究其在不同波作用下的纵摇、垂荡运动特性。分析减摇鳍的作用。第三部分,研究了稳定鳍安装位置、面积等因素对小水线面双体船运动稳定性的影响,列举了几组数据进行了优化分析。初步建立小水线面双体船稳定鳍安装设计的理论基础。第四部分,设计了小水线面双体船稳定鳍的PID和最优控制器,并对其作用效果进行仿真研究和比较。通过分析,在该控制器的作用下,稳定鳍可为小水线面双体船的纵向运动提供比较良好的耐波性。第五部分,在完成前几项工作的基础上,初步提出了减摇鳍综合实现,给出了硬件连接以及软件通讯的基本形式,不但填补了国内在此方面的空白,而且对最终双体船减摇鳍的产品实现具有一定的意义。
【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】:2006
【分类号】:U664.72

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