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《武汉理工大学》 2008年
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高速船可调桨推进系统建模及仿真研究

王海刚  
【摘要】: 当今高速船的种类繁多,新的船型不断出现,对于各种形式的高速船来说,为达到其高速高效运行的目的,它们都具有如下一些特点:其一是对重量非常敏感;其二是结构承受的稳态力和非稳态力较常规船大一些。显然,高速船的这些特性,使得它对航行状态的变化非常敏感。船舶的实际航行状态与设计工况不相符合时,船-机-桨之间的配合远离最佳匹配,必然出现“桨轻”或“桨重”的现象。由此可见,螺旋桨和主机的合理匹配既要充分利用主机的功率,又要在运转工况范围内使主机功率不超过允许的范围,实现船、机、桨的最佳匹配,获得高效的动力性能、经济性能、可靠性能和较长的使用寿命。对于上述问题,采用定距桨是无能为力的,而只有可调桨才能从根本上解决高速船在变工况后的机、桨不匹配问题。 本文主要探讨了高速船可调桨推进系统的建模、控制算法和优化方法。首先,根据高速船的特点,建立了船桨子系统、柴油机子系统和负荷控制子系统、螺距控制子系统、优化控制目标函数等的数学模型。并且,基于MATLAB/SIMULINK模块,搭建出整个推进系统的图形仿真模型和高速船可调桨推进系统的优化控制目标模型。然后,在MATLAB/SIMULINK平台上编制基于模糊算法的高速船可调桨推进系统的转速控制算法和螺距控制算法,以及在MATLAB6.5平台上编制了基于遗传算法的高速船可调桨推进系统优化控制目标的优化程序。最后,使用模糊PID控制和传统的PID控制对某型舰进行仿真研究,并将仿真结果进行了分析比较。 仿真结果表明,模糊PID控制比传统PID控制的控制效果要好。模糊PID控制器可以很方便地通过调节螺距来改变桨叶的角度,实现主机负荷的增大或减小,从而改善高速船舶在不同工况下的主机推进效率和船舶操纵性能,实现船-机-桨的最佳匹配,延长了主机寿命,降低了营运成本。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:U664.1

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 袁强;卢金树;;CODAD联合动力装置控制过程建模和仿真研究[J];浙江海洋学院学报(自然科学版);2010年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 易成珍;船舶双柴油机—调距桨推进系统的建模与仿真[D];大连海事大学;2011年
2 雷正玲;救助船动力定位智能控制及仿真的研究[D];大连海事大学;2011年
3 徐逸然;大型调距装置结构设计及集成系统开发研究[D];武汉理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋中;遗传算法在PID参数优化中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2000年01期
2 郭强,赵晓华,孙亮;Matlab遗传算法工具箱的设计[J];北京工业大学学报;2001年03期
3 陆志强;;机桨设计工况的最优选择[J];船舶工程;1991年02期
4 朱建元,顾卓明,顾正熙;轮机模拟器柴油主机动态过程实时仿真[J];船舶工程;1998年03期
5 包丛喜 ,裘泳铭 ,钟杨洪;复合型高速船阻力性能的改善措施研究[J];船舶工程;2001年06期
6 陆金铭;船舶推进装置的MATLAB仿真[J];船舶工程;2002年05期
7 杨松林,周玉龙,季加文;翼滑艇可调桨智能推进系统最佳控制参数组合综合优化计算方法研究[J];船舶力学;2005年02期
8 郭晨,邓振强,牛宝来;微型计算机调距桨控制系统及其实时混合仿真[J];大连海运学院学报;1986年01期
9 任俊生,杨盐生;静水中高速水翼双体船运动建模和仿真[J];大连海事大学学报;2002年02期
10 汤海南;高速船种类特性及有关问题[J];广州航海高等专科学校学报;2000年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张丽敏;常规螺旋桨计算机辅助设计[D];华中科技大学;2004年
2 吴爽;船舶调距桨推进装置及其控制系统的建模与仿真研究[D];大连海事大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭玲玲;;火灾探测器现状及其发展趋势[J];安防科技;2010年05期
2 华文立;胡学刚;;平衡决策树分类精度与规则简易性研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年04期
3 刘国璧;袁宏俊;孙群;孟涛;;基于模糊神经网络的刘翔110m栏成绩预测[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年01期
4 陈跃东,郎朗;用FUZZY-PID控制器实现控制参数的自整定[J];安徽工程科技学院学报;2002年03期
5 武昌俊;PID模糊控制器的改进[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年01期
6 周力;王冠凌;;城市路口多相位智能交通信号控制[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年04期
7 曹光华;;双模糊复合控制策略及其在交流调速系统中的应用研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年02期
8 陈杰,周冬华;浮点数编码的遗传算法在模糊控制器参数寻优中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年02期
9 吴金华;戴淼;尹剑;;基于遗传神经网络的陕西省土地利用结构模型研究[J];安徽农业科学;2008年36期
10 牟淑杰;;模糊自整定PID在温室控制系统中的应用[J];安徽农业科学;2010年22期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王雷;朱熀秋;陈艳;;二自由度交流磁轴承参数自整定模糊PID控制器研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 郑效光;庄严;王伟;;基于导航评价函数的非完整轮式移动机器人路径规划[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 高尚;江新姿;汤可宗;;蚁群算法与遗传算法的混合算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 李枚毅;游维;蔡自兴;;多样度和适应度引导的遗传算法操作概率计算研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 翁小雄;翦俊;;短时交通流频谱分析与预测[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 张志华;王莉;刘洪;;最大化网络广告收入的投放决策[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 刘怀;曹弋;黄建新;;一类网络控制系统中混合任务的优化调度[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 许秀英;甘龙辉;陶冶;黄操军;;基于遗传神经网络的土壤含水率预测[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
9 李志鵬;;类神经网路在特殊环境控制系统之应用研究[A];第十届海峡两岸冷冻空调技术研讨会论文集[C];2011年
10 赵金帅;;基于遗传算法和L滤波的混合噪声滤波算法[A];第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张杏莉;几何约束求解关键问题研究[D];山东科技大学;2010年
2 樊建聪;分布估计学习算法研究[D];山东科技大学;2010年
3 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 曹宇;利用遗传算法对声障板优化设计的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
7 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
8 段志东;基于广义模块化设计的快锻液压机机架力学特性研究[D];兰州大学;2010年
9 何英;干旱区典型流域水资源优化配置研究[D];新疆农业大学;2010年
10 孔令启;基于内外圈协同优化策略的间歇化工过程不确定性调度研究[D];华南理工大学;2010年
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1 冯小冬;基于模糊PID控制的呼吸机压力控制研究[D];南京医科大学;2010年
2 马爱清;真空差压铸造系统加压模型建立与控制算法设计[D];南昌航空大学;2010年
3 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
4 程慧;基于神经网络的两类问题研究[D];广西师范学院;2010年
5 潘俊任;基于相似度的模糊推理算法研究[D];浙江理工大学;2010年
6 尹霞;汽车动态称重数据预处理及模糊补偿算法设计[D];郑州大学;2009年
7 王庆丽;火电厂负荷经济调度算法研究及锅炉热经济性诊断[D];郑州大学;2010年
8 孔祥伟;城市二次供水智能控制系统的研究与开发[D];郑州大学;2010年
9 雷明杰;神经网络和遗传算法在中厚板轧机中的应用研究[D];郑州大学;2010年
10 胡扬超;基于模糊自适应PID压铸机控制系统的研制[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈华清,敖晨和;舰船推进系统仿真中的柴油机数学模型[J];船舶工程;2000年05期
2 易小冬,谢清程,陈继志,袁亚民;调距桨桨毂螺栓材料试验研究[J];船舶工程;2005年02期
3 王永生,庞之洋,王绍增;可调螺距螺旋桨零推力螺距敞水力矩特性研究[J];船舶工程;2005年05期
4 薛红军;谢清程;周剑平;易小冬;;某型调距桨装置桨毂强度有限元分析研究[J];船舶工程;2007年01期
5 孟健;马捷;;异型双机并车控制策略及离合器模型研究[J];船舶工程;2009年S1期
6 潘炜;邢继峰;彭利坤;彭真;;基于虚拟样机技术的调距桨仿真研究[J];船舶工程;2011年03期
7 沈定安,马向能,孙芦忠,罗荣彪;波浪中船舶操纵性预报[J];船舶力学;2000年04期
8 马向能,沈定安,何春荣;大型集装箱船受风工况下操纵性计算预报[J];船舶力学;2001年04期
9 沈定安,马向能,毛海斌;大型船舶侧推器操纵效能计算[J];船舶力学;2004年02期
10 王朝红;;船舶动力装置双机并车控制方法分析研究[J];船舶;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 徐勇;钟秋海;;非线性跟踪-微分器的工程应用[A];1994年中国控制会议论文集[C];1994年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 夏国清;水面舰船动力定位系统智能控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2001年
2 王海燕;大型低速船用柴油机建模与系统仿真[D];大连海事大学;2007年
3 孙建波;船舶柴油主推进装置及其控制系统的建模与仿真研究[D];大连海事大学;2007年
4 王明为;柴—燃联合动力装置(CODAG)仿真与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
5 袁士春;船舶运动与主推进线性变参数联合控制的研究[D];大连海事大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李晓通;CODAD联合动力装置控制规律的仿真与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2001年
2 杜林海;双桨双舵船舶港内操纵性研究[D];大连海事大学;2005年
3 孙洪波;螺旋桨逆转工况下船舶运动建模与仿真[D];大连海事大学;2007年
4 陈文文;船舶航向非线性系统自抗扰控制器的仿真研究[D];山东大学;2008年
5 董红红;基于ADRC的某型跟踪装置伺服控制系统设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 闫长健;艏艉侧推器操纵效能仿真研究[D];大连海事大学;2008年
7 张媛媛;船舶中速柴油机数学建模与可视化仿真的研究[D];大连海事大学;2008年
8 吴梅;船舶调距桨推进装置及控制系统的建模与仿真研究[D];大连海事大学;2008年
9 王志涛;燃燃联合动力发电模块特性仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
10 王仲;相对漂浮船舶动力定位的跟踪控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 彭建;救助船舶动力定位控制系统及其仿真的研究[D];大连海事大学;2012年
2 周新亮;大型集装箱船舶航向智能控制器及仿真的研究[D];大连海事大学;2012年
3 王丽娜;船舶动力定位系统控制器的设计与仿真[D];大连海事大学;2012年
4 程楠;半潜式钻井平台推力分配优化算法研究[D];大连海事大学;2012年
5 郝思佳;船舶双柴油主机推进自动控制及仿真研究[D];大连海事大学;2012年
6 岳华;基于自抗扰的船舶动力定位控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高彦臣,李大字;利用基因算法实现参数优化的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);1995年01期
2 赵国光;船舶推进装置动态过程的数字仿真算法[J];船舶工程;1989年01期
3 张佰年,翁史烈;燃气轮机-可控螺距螺旋桨推进装置并行数字计算机实时仿真[J];船舶工程;1994年05期
4 王长林,赵国光,徐绍衡,郑元璋;船舶推进装置实时仿真系统的研究[J];船舶工程;1994年06期
5 赵峰,冯有章;基于BP^2-δ图谱的螺旋桨计算机初步和终结设计[J];船舶工程;1995年05期
6 叶永兴,杨昌培;VLCC大侧斜螺旋桨设计可行性研究[J];船舶工程;1996年06期
7 王长林;柴油机船舶推进装置的建模和实时仿真[J];船舶工程;1996年06期
8 李众,李彦,虞平良,高键;800m~3耙吸式挖泥船调距桨控制系统[J];船舶工程;1998年06期
9 马壮,万德钧,黄林;基于遗传算法的操舵仪控制参数在线优化[J];船舶工程;1999年01期
10 高键华,李众华,王建华,李彦华;可调螺距螺旋桨模糊控制系统[J];船舶工程;2000年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 杨盐生;;高速水翼船操纵运动数学模型的研究[A];高速船及特殊用途特殊结构船舶航行安全论文集[C];2000年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓孔书;唐晓强;王立平;陈旭;屈林;;随机载荷下盾构推进系统液压缸布局优化[J];清华大学学报(自然科学版);2010年08期
2 杨松林,周玉龙,季加文;翼滑艇可调桨智能推进系统最佳控制参数组合综合优化计算方法研究[J];船舶力学;2005年02期
3 季加文,杨松林,陈淑玲,周玉龙;可调桨水翼艇智能推进系统初步综合优化设计研究[J];华东船舶工业学院学报(自然科学版);2004年03期
4 侯巍,王树新,梁捷,温秉权;一种小型水下自航行器推进系统设计与分析[J];海洋技术;2005年03期
5 吕青;;调距桨推进系统的优化设计[J];造船技术;2010年01期
6 陈淑玲;杨松林;周玉龙;奚炜;;基于MATLAB的高速单体船推进系统参数优化配置及实时仿真[J];华东船舶工业学院学报(自然科学版);2005年06期
7 梁锡昌,邵明,刘以光;特形插齿刀的优化设计[J];工具技术;1983年11期
8 张根保;徐宗俊;;机床变速箱优化设计的实用方法[J];机械;1983年04期
9 林金木,李宜芳;汽车转向梯形机构的优化设计[J];湖南大学学报(自然科学版);1985年04期
10 蒋咏秋;王元若;;纤维增强复合材料层合板弯曲挠度的优化设计[J];西安工业大学学报;1985年04期
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1 陈小兵;;SAW双模滤波器的优化设计[A];2010’中国西部声学学术交流会论文集[C];2010年
2 王满;王德信;徐凡力;;土质心墙堆石坝断面区间优化设计[A];第四届全国结构工程学术会议论文集(下)[C];1995年
3 俞铭华;李庆贞;;钢筋混凝土偏心受压柱优化设计[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2000年
4 谈春明;张颜民;刘以思;向新程;;用蒙特卡罗方法对车载式集装箱检测系统源室快门的优化设计[A];第十届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C];2000年
5 方明霞;康治国;唐宜君;;逆流式冷却塔优化计算软件的开发与运用[A];第十四届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2001年
6 汪玉凤;乔和;初宪武;;钢次级扁平型低速直线异步电机优化设计[A];直线电机与自动化——2002年全国直线电机学术年会论文集[C];2002年
7 邵朋礼;魏来生;;油气悬挂装置有限元强度分析与改进设计[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
8 张建功;刘士林;;装配式部分预应力混凝土连续箱梁通用图优化设计[A];新世纪预应力技术创新学术交流会论文集[C];2002年
9 吴华根;邢子文;姜韶明;;螺杆制冷压缩机特性研究与优化设计[A];第十二届全国冷(热)水机组与热泵技术研讨会论文集[C];2005年
10 袁宏韬;;光子嫩肤用滤的设计与优化[A];上海市激光学会2005年学术年会论文集[C];2005年
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1 通讯员 张晶晶 记者 吴永红;全国首座优化设计超临界火电厂竣工[N];安徽日报;2008年
2 陈涛;海南村路:优化设计 降低成本[N];中国交通报;2007年
3 张允峰 彭国勋;CAE技术在空调器木包装箱优化设计中的应用[N];中国包装报;2008年
4 卫跃川;河南稳步推进系统基本建设[N];中国医药报;2007年
5 通讯员 肖锋 本报记者 陶海音;“衡变”上半年节支1300万[N];湖南日报;2005年
6 王泽斌;计算机辅助玻璃配主优化设计[N];中国建材报;2007年
7 高国敏王春燕 张材;汽车厂房优化设计攻略[N];建筑时报;2008年
8 季佳莹;优化设计加快审批 抢抓进度如期完工[N];哈尔滨日报;2008年
9 记者 刘颖 张银炎;船舶动力系统市场步入“战国”时代?[N];中国船舶报;2009年
10 杨京德;瑞士积极研发环保发动机和推进系统[N];中国工业报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 滕海文;基于最大熵的结构两相优化设计[D];北京工业大学;2002年
2 郭祖华;并联数控刀具磨床的动力学优化设计[D];北京航空航天大学;2002年
3 栾振辉;平衡式复合齿轮泵的理论与试验研究[D];中国矿业大学(北京);2000年
4 刘桦;风电机组系统动力学模型及关键零部件优化研究[D];重庆大学;2009年
5 王俭;高垂直段风冷封闭母线三维场仿真分析及结构优化设计[D];沈阳工业大学;2009年
6 王新坤;微灌管网水力解析及优化设计研究[D];西北农林科技大学;2004年
7 郑银环;汽车钢板弹簧计算模型研究[D];武汉理工大学;2005年
8 徐志科;行波型超声波电机的模型仿真与试验研究[D];东南大学;2005年
9 黄茂杨;柴油机高压共轨燃油喷射系统[D];东南大学;2005年
10 焦安军;换热器入口物流分配特性研究与优化设计[D];西安交通大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王海刚;高速船可调桨推进系统建模及仿真研究[D];武汉理工大学;2008年
2 陈淑玲;高速船智能推进系统综合优化设计技术研究[D];江苏科技大学;2005年
3 王丽敏;偏曲轴少齿差行星减速器优化设计[D];河北工业大学;2005年
4 贾斌;全程变桨距风能转换装置的气动研究[D];内蒙古工业大学;2005年
5 李丹;WWB型脉动式无级变速器运动分析及优化[D];南昌大学;2006年
6 王承昱;遗传算法在杏花营组团污水管网设计中的应用[D];郑州大学;2006年
7 彭晖;螺杆泵节点系统分析及工作参数优化设计方法研究[D];大庆石油大学;2006年
8 李进军;劲性搅拌桩荷载传递规律的试验研究[D];天津大学;2006年
9 赵天印;白银王岘水泥有限责任公司员工绩效考评体系的优化设计[D];兰州大学;2007年
10 周欢;中国企业文化测评维度选择及模型优化设计[D];中南大学;2007年
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