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《华南理工大学》 2010年
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波浪运动升沉补偿液压平台关键问题试验研究

曾智刚  
【摘要】:本研究拟构造一个具有升沉运动补偿功能的波浪补偿模型平台,通过一定的控制策略驱动液压系统进行广义升沉运动补偿,使平台的广义升沉运动幅值较舰船甲板的广义升沉运动幅值大幅度降低,使得在海上航行的船舶具有一局部区域,能够克服船舶在恶劣海况下由于波浪作用而产生的横摇运动、纵摇运动、升沉运动以及这些运动互相耦合的影响,保持与运动船舶的相对平稳。如直升机起降平台、船舶之间的货物补给甚至是作战舰艇上的导弹补给、海底电缆和管道的铺设和深海采矿作业系统等,从而提高海上作业的安全性和工作效率。 本文采用理论研究、计算机仿真和模型试验相结合的研究方法对平台升沉运动补偿系统进行研究。主要研究工作包括: 升沉补偿系统的建立,通过耐波理论和试验分析,利用电液比例技术建立了船舶试验模型、船舶运动模拟系统模型和升沉补偿系统模型,为后续关键问题研究提供试验平台。船舶运动数据的获取、预处理及可用性提高;本文建立了基于FFT时频转换的频域积分方法结合滤波技术以及积分结果趋势项去除技术来处理加速度信号积分问题的处理方案,解决了波浪补偿稳定平台随船运动响应所测得的加速度信号通过时域直接积分变换为位移信号时不可用的缺陷,同时减少了积分耗时,能够获得比较满意的波浪补偿稳定平台的响应位移,为进一步实现波浪补偿平台的升沉补偿奠定了基础。建立本系统电液比例阀控缸机构模型及升沉补偿系统数学模型,在原电液比例阀控缸的机理模型基础上,使用系统辨识技术分别建立了电液比例阀控缸机构的差分方程模型和NARMAX模型,并对两类建模方案进行了对比分析和试验研究。构建“新息-贡献”准则和矩阵求逆定理的双向回归递推识别算法只需通过少量的运算就可同时得到模型的结构和参数,从而得到最优多项式NARMAX模型,对系统的运动机构进行了详细的受力分析和联合建模,得到了各机构相互的位移-力数学关系。通过船舶模型预报试验,对广义升沉运动预报的有效性及仿真预报结果进行分析。构建以时间差分(TD)方法和动态反向传播(DBP)算法相结合的网络学习算法(TD-DBP学习算法)来克服BP算法不能对Elman网络进行直接在线训练的局限性,实现Elman网络的在线渐进训练。分别验证了、基于AR模型的实时多步预报算法、基于具有艏前波观测量的ARMA模型的实时多步预报算法和基于PAR模型的实时多步预报算法,比较了时间序列分析法的几种不同模型的实时预报算法(包括非线性模型PAR模型)。船舶运动模拟系统和升沉补偿系统的仿真以及控制策略研究,在仿真实验的基础上采用了前馈和反馈相结合的控制方法,使系统响应加快,补偿精度增加;位移协调控制策略的引入,限制了液压缸运动步调不一致造成的各液压缸间矛盾力的产生;力反馈控制策略则有利于系统振荡的衰减和力的协调;预测控制解决大滞后、大惯量等问题。针对各种控制算法,并对其控制效果进行了分析和研究。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U661.74

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【参考文献】
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1 徐景硕;惯性传感器技术及发展[J];传感器技术;2001年05期
2 蔡烽,侯建军,万林,石爱国,杨宝璋;提高直升机起降海情的频域时域综合预报模式[J];船舶工程;2003年02期
3 彭秀艳 ,赵希人 ,魏纳新 ,谢楠;大型舰船姿态运动极短期预报的一种AR算法[J];船舶工程;2001年05期
4 赵希人,彭秀艳,沈艳,谢美萍;舰船运动极短期建模预报的研究现状[J];船舶工程;2002年03期
5 谢美萍,沈艳,彭秀艳,赵希人;舰船运动的一种改进经典谱估计方法[J];船舶工程;2000年04期
6 马洁;李国斌;;船舶横摇运动的时间序列预报[J];北京机械工业学院学报;2006年01期
7 周淑秋,赵希人;舰船航态极短期预报的非线性方法[J];哈尔滨工程大学学报;1996年04期
8 郑义民,王永初;不同结构PID控制性能的分析和比较[J];华侨大学学报(自然科学版);2005年01期
9 李晖,郭晨,李晓方;基于误差反传神经网络的船舶横摇时间序列预报[J];大连海事大学学报;2003年01期
10 林瑞全,杨富文,邱公伟;一类不完全微分PID控制的实现方法[J];福州大学学报(自然科学版);2004年01期
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1 沈艳;神经网络理论研究及在舰船运动预报中的应用[D];哈尔滨工程大学;2005年
2 肖体兵;深海采矿装置智能升沉补偿系统的研究[D];广东工业大学;2004年
3 郑相周;大洋采矿补偿平台串并联机构的运动学研究[D];华中科技大学;2004年
4 陆卫杰;舰艇并靠导弹补给及波浪补偿系统研究[D];南京理工大学;2006年
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1 赵瞻;FESTO TP701液压实验台电液位置控制系统研究[D];中南大学;2006年
2 易莉;直升机着舰双摄影测量算法及DSP数字图像处理技术[D];电子科技大学;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李青,杨华勇;液压电梯单片微机逻辑控制与交流变频调速控制系统的研究[J];制造业自动化;1995年04期
2 姚河清,冯骏;基于模糊自整定PID控制的磁悬浮轴承控制器[J];河海大学常州分校学报;2004年01期
3 安振刚,李谋渭,尹显东,于宁,唐伟;遗传神经网络在平整轧制力预报中的应用[J];鞍钢技术;2001年06期
4 袁军,邱扬,田锦;电磁兼容设计中通信车辆天线布局设计[J];安全与电磁兼容;2003年06期
5 张军红,谢安国,沈峰满;烧结矿质量预测的BP网络模型[J];鞍山钢铁学院学报;2001年06期
6 张剑;李大卫;;基于粒子群优化和两性二倍体的遗传算法及其应用[J];鞍山科技大学学报;2006年04期
7 张志华;王莉;;网络环境下广告资源优化决策模型[J];鞍山科技大学学报;2006年05期
8 曾齐红;基于遗传算法求解炼钢-连铸浇次排序问题[J];鞍山师范学院学报;2004年06期
9 周丽娟;乐晓波;;物流配送路径优化的研究[J];办公自动化;2007年06期
10 顾进超,宋强,孙逢春;车辆动力传动试验台机械测功器电液控制方案研究[J];车辆与动力技术;2004年02期
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1 田立超;陈淑梅;;计算机在液压控制系统中的应用与发展[A];第一届全国流体动力及控制工程学术会议论文集[C];2000年
2 龙建军;吴百海;温国成;;两列超声波信号相位差实时估计算法对比研究[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
3 曲娜;;参数自整定模糊PID微型燃机转速控制系统的设计[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(下)[C];2006年
4 尧波;王心坚;金龙;王敏才;胡敏强;;一种基于DSP的超声波电动机控制器[A];第十届中国小电机技术研讨会论文集[C];2005年
5 陈慧;翟晓军;金龙;;采用P调节的超声波电机快速定位系统[A];第十届中国小电机技术研讨会论文集[C];2005年
6 何平;周辉;;一种基于遗传算法的图像信息隐藏算法[A];全国第二届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2007年
7 肖体兵;吴百海;;轻载主动型升沉补偿模拟试验系统的仿真和实验研究[A];中国海洋学会2005年学术年会论文汇编[C];2005年
8 耿玉磊;张翔;;多目标优化的求解方法与发展[A];福建省科协第四届学术年会提升福建制造业竞争力的战略思考专题学术年会论文集[C];2004年
9 陈佳彬;张翔;;全局优化算法研究[A];福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C];2005年
10 王利强;宋菲君;任文杰;;陀螺的分类、原理及应用现状[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集(下册)[C];2004年
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1 喻敏;长程超短基线定位系统研制[D];哈尔滨工程大学;2005年
2 张栋;基于功率匹配的挖掘机节能控制技术的研究[D];吉林大学;2005年
3 王德康;分布式先进控制软件技术与应用[D];浙江大学;2001年
4 刘皓玮;行车指挥系统的Petri网建模与列车运行调整的遗传优化的研究[D];铁道部科学研究院;2000年
5 贾宏光;基于变比模型的压电驱动微位移工作台控制方法研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
6 彭真明;地震反演中的非线性优化方法及应用研究[D];成都理工学院;2001年
7 王文利;大射电望远望悬索式馈源支撑系统的运动规划、动态检测与控制[D];西安电子科技大学;2001年
8 刘贵喜;多传感器图像融合方法研究[D];西安电子科技大学;2001年
9 张家树;混沌信号的非线性自适应预测技术及其应用研究[D];电子科技大学;2001年
10 马龙华;不确定系统的鲁棒优化方法及应用研究[D];浙江大学;2001年
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1 陈东劲;硬质合金炉模糊控制算法研究[D];中南大学;2005年
2 赵佑初;婴儿无创颅内压监护仪的微型智能恒压控制器的研究与应用[D];中南大学;2005年
3 杨圣;波峰焊控制系统设计及其控制算法研究[D];中南大学;2005年
4 彭沛夫;遗传融合的自适应蚁群算法最优PID控制研究[D];湖南大学;2005年
5 孙伟杰;基于多变量H∞PI控制的在线式UPS DC稳压设计[D];福州大学;2006年
6 赵艳;煮沸锅温度智能自适应控制系统的设计与应用[D];青岛科技大学;2005年
7 史爱峰;电厚度测量设备控制系统设计[D];大连理工大学;2005年
8 孙群;深水轻型海洋平台流体动力性能分析研究[D];大连理工大学;2005年
9 郭伟;基于RBF神经网络的滞后系统广义预测控制[D];大连理工大学;2005年
10 周明;水下运动目标定向原理与工程实现[D];西北工业大学;2005年
【同被引文献】
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1 陈永红,朱从乔,李京,万艳玲;关于一种变参数PID控制器的分析与研究[J];微计算机信息;2005年18期
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1 陆卫杰;舰艇并靠导弹补给及波浪补偿系统研究[D];南京理工大学;2006年
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1 杨毅;自适应控制在波浪补偿系统中的应用研究[D];武汉理工大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴涛,许义生;含周期变动项的预测模型的建立与应用[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年04期
2 芮筱亭,秦英孝,赵海林,张殿印;有任意个集中质量的转管炮的固有振动[J];兵工学报;1994年02期
3 芮筱亭,邱风昌;多体火炮系统的固有振动特性──多体系统动力学的传递矩阵法[J];兵工学报;1995年02期
4 芮筱亭,秦英孝!解放军空军,伊增琪!解放军空军,石永亮!解放军空军,陆毓琪,俞占鸿,袁健;用传递矩阵法研究火炮系统的振动特性[J];兵工学报;1996年01期
5 陆卫杰;芮筱亭;刘军;;高速旋转引信弹道簧的受力和变形分析[J];兵工学报;2006年05期
6 王美玲,张长江,付梦印,肖?;一种用于非线性函数逼近的小波神经网络算法仿真[J];北京理工大学学报;2002年03期
7 彭熙伟,莫波,曹泛;基于变死区动态补偿的电液比例高精度点位控制[J];北京理工大学学报;1999年01期
8 张岳,金顺姬;利用MATLAB设计线性二次型最优控制器[J];本溪冶金高等专科学校学报;2002年02期
9 庞永杰,徐玉如,倪绍毓,贺敬席;船舶在复杂海况下的实时运动仿真[J];船舶工程;1998年01期
10 谢美萍,沈艳,彭秀艳,赵希人;舰船运动的一种改进经典谱估计方法[J];船舶工程;2000年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 肖体兵;深海采矿装置智能升沉补偿系统的研究[D];广东工业大学;2004年
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1 肖体兵,吴百海;升沉补偿模拟试验系统的设计与实验研究[J];机床与液压;2003年04期
2 吴百海,龙建军,肖体兵,雷什金;海洋采矿起伏补偿电液控制信号采集的研究[J];液压与气动;2002年07期
3 宋伟华;柴恩华;陈栋;;船舶模型虚拟陈列室的建设[J];中外船舶科技;2001年02期
4 张宁,张显库;遗传算法及其在船舶运动控制器优化中的应用[J];系统工程与电子技术;2004年01期
5 吕东,何将三,刘少军,黄锴;升沉补偿装置虚拟样机协同设计及仿真分析[J];中国工程科学;2004年03期
6 吕东,何将三,刘少军;深海开采系统升沉补偿装置虚拟样机实践技术[J];机床与液压;2004年05期
7 王新辉,黄金超,李满启,赖强;基于Maya的船舶模型模拟实现[J];广州航海高等专科学校学报;2005年01期
8 蔡晓梅;应用三维船体曲面模型进行破舱稳性计算[J];江苏船舶;2005年05期
9 吴百海,肖体兵,龙建军,毛宁;深海采矿装置的自动升沉补偿系统的模拟研究[J];机械工程学报;2003年07期
10 吴百海,邹大鹏,冶占武,陈飞燕,肖奇军;深海采矿长行程升沉补偿油缸的同步检测与控制[J];机床与液压;2004年10期
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1 奚泉;张怡典;;高职船舶类专业基础课程改革[A];2009无锡职教教师论坛论文集[C];2009年
2 姜浩;刘衍聪;张彦廷;刘振东;;钻柱升沉补偿试验台控制系统设计[A];2011年石油装备学术研讨会论文专辑[C];2011年
3 蔡成法;詹德新;;船舶微气泡减阻试验研究[A];第十六届全国水动力学研讨会文集[C];2002年
4 吴百海;龙建军;肖体兵;雷什金;;海洋采矿起伏补偿电液控制信号采集的研究[A];第二届全国流体传动及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2002年
5 吴百海;邹大鹏;冶占武;陈飞燕;肖奇军;;深海采矿长行程升沉补偿油缸的同步检测与控制[A];机床与液压学术研讨会论文集[C];2004年
6 吴百海;邹大鹏;冶占武;陈飞燕;肖奇军;;深海采矿长行程升沉补偿油缸的同步检测与控制[A];第三届全国流体传动及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2004年
7 强兆新;;船舶三维模型参数化设计技术开发及应用[A];中国造船工程学会2009年优秀学术论文集[C];2010年
8 王文涛;缪泉明;应良镁;;吊舱推进船舶模型快速性试验技术[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
9 刘杨;郭晨;沈智鹏;刘雨;郭迪;;欠驱动船舶路径跟踪的神经网络稳定自适应控制[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第八分册)[控制理论与应用(专刊)][C];2009年
10 王维旭;蒋卫焱;车铁军;李洪波;;深水工程勘察船钻机研制[A];2011年石油装备学术研讨会论文专辑[C];2011年
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1 记者 张银炎 特约记者 赵春耕;上船澄西船模制作渐成气候[N];中国船舶报;2005年
2 澳思;OSBV公司将为Edda住宿船建过道[N];中国船舶报;2010年
3 特约通讯员 :王晓铭 本报记者 :王春;饱览“五大连池”感受“惊涛骇浪”[N];科技日报;2006年
4 郝志强;没有不受伤的船[N];中华合作时报;2004年
5 张银炎 徐春阳;七○八所船模试验量多质优[N];中国船舶报;2006年
6 郑宗杰;中国水运的历史长廊[N];中国交通报;2005年
7 记者 杨柳纯 吴凡;自主创新成为高交会最强音[N];深圳特区报;2006年
8 记者 王化威;道德之光耀台安[N];鞍山日报;2010年
9 记者 李承方;Tribon M3船舶设计建造系统推出[N];中国船舶报;2004年
10 张荣忠;古港缩影:塞勒姆航海博物馆[N];中国交通报;2005年
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1 曾智刚;波浪运动升沉补偿液压平台关键问题试验研究[D];华南理工大学;2010年
2 杨雪晶;基于智能模型的船舶横向运动控制研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 姚竞争;数字化造船一体化数据平台关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 于瑞亭;欠驱动水面船舶的全局镇定控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
5 黄珍;锚泊移位型工程船舶系统建模与控制研究[D];华中科技大学;2010年
6 刘杨;欠驱动水面船舶的非线性自适应控制研究[D];大连海事大学;2010年
7 孙宏放;具有斜舵的船舶综合减摇控制及预报方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 刘芙蓉;半潜船动力定位控制系统建模和仿真研究[D];武汉理工大学;2011年
9 任洪莹;风翼助航船舶主动力装置特性研究[D];大连海事大学;2012年
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1 潘正春;重型拖曳升沉补偿测控系统的设计[D];武汉工程大学;2012年
2 吴隆明;深海作业起重机主动式升沉补偿控制系统的研究与开发[D];华南理工大学;2012年
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4 邓伟;基于JAFMAS的船舶交通流模拟[D];大连海事大学;2011年
5 柳丽川;船舶姿态运动控制平台设计—海浪层设计[D];大连海事大学;2012年
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