崔杰[1]2003年在《船舶模型主动式减摇水舱响应与控制系统》文中进行了进一步梳理船舶在海洋中航行，需要工作在各种不同的复杂海况中，船舶能否安全、平稳的航行取决于很多因素，在这些因素中，船舶的耐波性能尤为重要。怎样减小船舶的摇荡，提高船舶的耐波性能，已经成为船舶工程领域的一个重要的研究课题。经过多年的研究实践，出现了很多不同类型的船舶减摇装置。本文主要研究在船舶模型实验中，如何应用计算机与数据采集控制电路同外围设备建立响应与控制系统，以及相关采样控制程序的原理和编写方法，在船舶模型实验水池中产生的规则波浪上，控制减摇水舱实现减摇功能，重点研究如何减少垂荡运动的影响，并就该系统所涉及到船舶流体力学及计算机自动控制的有关理论展开论述，重点研究系统的软、硬件构成，软件的设计思想、组成结构、主要模块，数字信号处理、数据采集过程及滤波抗干扰的方法。 课题所研究的对象一小水线面双体船。是一种耐波性能优异的新型船舶。其主要特点是：水线面很小，水下有较大的潜体。小水线面双体船具有高速航行时静水阻力性能好，推进效率高及耐波性优异等特点，属于高性能船舶，具有广阔的应用前景。对于这种新型船舶的减摇装置展开研究，对于提高该型船舶性能，丰富小水线面双体船的理论，具有重要意义。 经过大量的实验工作，该小水线面双体船模型已经部分实现了减摇效果，但是在信号的响应处理方面还有很多的工作需要处理，由于时间的关系，仅开展了前期的研究工作。课题所属的研究领域为船舶流体力学。课题来源于上海船舶研究设计院为渤海油田设计的小水线面油田交通船工程实际项目，由我系船舶试验水池承担该项目的模型试验项目工程。
王娜[2]2013年在《主动式减摇水舱抑制参数横摇的控制方法研究》文中认为参数横摇是阻尼较小的船在纵浪或接近纵浪的海域中,遭遇一定频率的海浪时,伴随着显着的纵摇、垂荡运动在短时间内产生很大横摇角的现象。参数横摇是船舶非线性运动的一种表现形式,影响船舶的运营效率,严重威胁着船舶及客货的海上安全。参数横摇的研究始于上世纪叁十年代,近年来实海域中的船舶参数横摇问题已成为热点。主动式减摇水舱与被动式减摇水舱不同,它在被动式减摇水舱的连通道上安装一个水泵或其他主动力方式,利用传感器得到的船舶摇摆信号控制阀门,使舱内的水向着减少横摇的方向移动,以产生所需的稳定力矩。主动式减摇水舱结构简单、易于控制,且减摇效果较好,可用来抑制船舶参数横摇。本论文将设计两种主动式减摇水舱控制器,并仿真比较被动式和主动式减摇水舱对船舶参数横摇的影响。首先,本文对国内外减摇水舱和船舶参数横摇的研究成果进行梳理,分析主动式减摇水舱的工作原理和参数横摇的发生原因。建立研究中所需的数学模型:海浪数学模型、船舶参数横摇运动模型、船舶-减摇水舱系统的非线性数学模型,在建模时考虑纵摇和垂荡运动对参数横摇的耦合作用,给出系统相关参数的求解方法,并针对实际仿真和控制设计对模型进行简化。其次,分析船舶处于静水、波峰和波谷中的稳性变化,并研究稳性变化对船舶参数横摇的影响。在规则海浪中,仿真分析不同航速、波高、横摇阻尼以及不同的横摇固有频率与遭遇频率比的情况下,其对船舶参数横摇的影响。并在不规则海浪中,对参数横摇进行仿真研究。最后,仿真分析被动式减摇水舱对船舶参数横摇运动的抑制作用,并在被动式减摇水舱的基础上,分别基于非线性PID控制理论和Lyapunov稳定性理论设计了主动式减摇水舱控制器。利用MATLAB中信号约束模块(Signal Constraint block),对非线性系统PID控制器进行参数优化,仿真验证该控制方法的有效性。此外,对基于Lyapunov理论设计的控制器进行了数学证明和仿真验证。
张虹[3]2004年在《可控被动式减摇水舱仿真及试验研究》文中研究指明可控被动式减摇水舱是应用最广泛的减摇装置之一，在各种航速下都能减少船舶的横摇运动，它是在被动式减摇水舱的基础上，在两边舱顶部安装气阀，用少量的能量控制气阀的开启和关闭来实现对水舱内水流动的控制，使减摇水舱中的水总是保持在船舶向上运动的那一侧，从而避免了在非谐摇区的横摇频率出现较高的横摇幅值，解决了被动式减摇水舱的固有问题。 本课题来源于哈尔滨工程大学“211”重点建设项目“船舶减摇水舱试验装置”，对可控被动式减摇水舱的控制方法及相关理论问题进行了深入分析和研究。 本文在查阅大量国内外资料的基础上，综述了减摇水舱的国内外发展和研究现状，确定了本文的研究方向。 通过对气体的做功分析，推导了气阀的控制方程，在查德惠克U型被动式减摇水舱理论的基础上，针对两侧气阀控制和单侧气阀控制两种情况分别建立了“船舶-可控被动式减摇水舱”系统的数学模型。 推导了最佳控制方法的理论依据，对关闭气阀时刻和开启气阀时刻的选取进行了深入的理论研究。通过常规控制方法和最佳控制方法的比较，指出控制方法的选取是关系到可控被动式减摇水舱减摇效果的关键环节。仿真结果表明，最佳控制方法是行之有效的，它比常规控制方法具有更宽的减摇范围，两侧气阀控制比单侧气阀控制的效果好。 讨论了摇摆试验台模拟中的几个主要问题，包括海浪干扰力(矩)、阻尼力(矩)的模拟及实现等；给出了摇摆试验台的重心和转动惯量的调整方法。对可控被动式减摇水舱的控制系统进行了DSP设计，并且对电磁阀的选取、气动系统的设计等方面进行了详细地阐述。 最后，运用最佳控制方法，对规则波作用下的可控被动式减摇水舱进行了模型试验研究，给出了可控被动式减摇水舱模型性能试验结果。结果表明，摇摆试验台能够模拟在波浪作用下船舶横摇运动，试验确定的水舱固有周期与理论估算值基本符合。可控被动式减摇水舱在低频区能够较好地减小摇摆试验台的横摇运动幅值，比被动式减摇水舱具有更宽的减摇范围，可控被动哈尔滨工程大学博士学位论文式减摇水舱具有一定的减摇效果。通过模型试验，为实船装备可控被动式减摇水舱提供了试验依据。关键词:减摇水舱;可控被动式;气阀控制;横摇;摇摆试验台
张宏瀚[4]2008年在《U型被动式水舱的系统设计与控制研究》文中进行了进一步梳理减摇水舱是应用最广泛的船舶减横摇装置之一,在各种航速下都能减少船舶的横摇运动,特别适用于经常工作在零航速或低航速的船舶减摇,如车客轮渡、滚装船和科学考察船等。现今装船的减摇水舱装置,无论是被动式或是可控被动式减摇水舱,大多是U型减摇水舱,U型减摇水舱设计方便,易于控制,且减摇效果良好。本文主要是研究U型减摇水舱的系统设计以及被动可控式U型减摇水舱的控制方法,提高水舱的减摇能力。根据拉格朗日动力学方程建立了船舶-被动式减摇水舱系统的数学模型,并推导了装备两个具有不同固有频率的被动式U型减摇水舱的船舶横摇频率响应函数。建立了完整的U型减摇水舱系统设计方法;总结了U型减摇水舱尺度设计;提出了根据船舶工作环境选取减摇水舱固有频率的新方法;分析了减摇水舱在船舶中的垂直位置布置对系统减摇效果的影响;分析了U型减摇水舱阻尼的形成原因,给出了估算水舱阻尼和设计水舱阻尼结构的方法。介绍了被动可控式减摇水舱的控制装置和常用的控制方法,在分析减摇水舱控制机理的基础上,根据力矩对抗原理,提出了可控被动式减摇水舱的新控制方法,并将新型控制方法与传统控制方法进行了对比仿真研究。以一艘滚装船为例,分析设计了一套双水舱系统,并且对装备了单被动式水舱和双被动式水舱的船舶横摇响应进行了仿真分析,通过仿真验证双水舱系统相对单水舱系统的减摇效果。仿真结果表明,装有双被动式减摇水舱的船舶相对于装备单被动式减摇水舱的船舶在更宽的船舶固有频率变化范围内以及更复杂的船舶航行状态下有更好的减摇效果。传统的被动可控式减摇水舱控制方法有各自的优点与不足,新型控制方法的控制效果良好,且有待于进一步优化控制算法,以提高其控制性能。
石敬[5]2008年在《减摇水舱优化设计及控制研究》文中提出船舶减摇水舱是一种常用的减摇装置,依靠船舶横摇运动自身所产生的能量使水舱内的水流动产生力矩减少船舶的横摇,具有结构简单,造价低廉,消耗能量低的特点,并且可以在零航速、低航速下起到很好的减摇效果,其中可控被动式减摇水舱能够起到破冰、抗衡倾的作用。减摇水舱被普遍用于RORO船、科学考察船、运输船等船只。课题来源于哈尔滨工程大学“211”重点建设项目“船舶减摇水舱试验装置”,主要进行U型被动式减摇水舱的仿真研究,并针对被动式减摇水舱的结构进行优化设计,在此基础上对可控被动式减摇水舱的控制系统进行硬件设计和软件设计。论文首先研究被动式和可控被动式减摇水舱的减摇机理,针对不同船型分别设计其装载水舱的类型,检验水舱对船舶稳性条件的影响,验证其设计方法的可行性,并讨论安装实船后的使用情况;然后,建立研究过程中所需要的数学模型,包括海浪运动模型、“船舶—被动式减摇水舱”系统模型、“船舶—可控被动式减摇水舱”系统模型;根据以上数学模型对“船舶—被动式减摇水舱”系统进行时域内和频域内的仿真分析,以及航行状态变化对水舱减摇效果影响的仿真分析;针对某型船利用Simulink响应优化工具,对被动式减摇水舱的尺度参数、布置高度和阻尼系数进行多目标优化,寻找最佳参数组合以达到最佳的减摇效果;针对“船舶—可控被动式减摇水舱”系统进行一定的仿真研究,讨论可控被动式减摇水舱的控制方法,并讨论减摇水舱的控制策略;最后,通过比较国外装船的减摇水舱操作系统,结合以往的经验,采用PAC控制器作为可控被动式减摇水舱控制系统的控制器,并进行控制系统的硬件设计和软件设计。
赖志昌[6]2001年在《U型减摇水舱及试验摇摆台实验研究》文中研究说明减摇水舱是应用最广泛的船舶减横摇装置之一，它特别适用于经常工作在零航速或低航速的船舶减摇，如车客轮渡、滚装船和科学考察船等。减摇水舱按结构形式可分为U型减摇水舱和槽型减摇水舱，而U型减摇水舱可以设计成被动式、主动控制式和可控被动式叁种。试验摇摆台是用于仿真船舶在波浪作用下的运动的一种模拟装置，为减摇水舱性能试验提供船舶运动模拟平台。 本论文U型减摇水舱和试验摇摆台实验研究是基于学校“211”重点建设项目“船舶减摇水舱试验装置”进行的，主要研究U型减摇水舱系统设计、U型减摇水舱控制方法和试验摇摆台模拟中的相关问题。 论文介绍了减摇水舱的分类和特点，总结了减摇水舱国内外发展和研究现状，及用于水舱模型性能试验摇摆台的发展及模拟方法。 根据拉格朗日动力学方程建立了船舶-可控被动式减摇水舱系统的数学模型。在对影响水舱性能的扰动力的分析中，首次考虑了船舶吃水和重心高度不相等时，横荡干扰力所作的功。对船舶作单纯横摇和耦合横荡的横摇两种运动情况分别给出了系统方程的频域解和时域解。 在分析减摇水舱控制机理的基础上，根据最优控制原理，提出了可控被动式减摇水舱的最佳控制，给出了最佳控制的实现方法；研究了主动式减摇水舱控制器的设计及确定水舱主动力的方法；对被动式、可控被动式和主动式减摇水舱系统进行了仿真分析。 建立了完整的U型减摇水舱系统设计程序；总结了U型减摇水舱尺度设计；提出了根据波浪频率变化范围、船舶固有频率变化范围和其它影响因素，选取可控被动式减摇水舱固有频率的新方法；分析了U型减摇水舱阻尼的形成原因，给出了估算水舱阻尼和设计水舱阻尼结构的方法；研究了减摇水舱在船舶中的垂直位置布置对船舶参数、水舱减摇性能和舱内流体运动性能的影响。水舱模型性能试验表明，理论分析是正确的。 研制了用于模拟船舶横摇运动和横荡运动的二自由度运动模拟摇摆台，填补了国内减摇水舱模型性能试验摇摆台的空白。讨论了试验摇摆台模拟船舶运动中几个主要问题，包括海浪干扰力(矩)、阻尼力(矩)的模拟及实 哈尔滨工程大学博士学位论文现等；给出了试验摇摆台的调整方法。 减摇水舱模型性能试验监控系统负责减摇水舱的控制和运行，本文完成了减摇水舱控制系统的硬件设计和水舱控制、数据采集及试验结果处理软件的编制。 论文最后给出了减摇水舱模型性能摇摆台试验结果。结果表明，研制的试验摇摆台能够模拟在波浪作用下船舶横摇运动，设计的被动式U型减摇水舱具有一定的减摇效果；试验确定的水舱固有频率与理论估算值符合；对不同垂直位置布置、不同边舱液位高度和不同阻尼挡板开度情况下摇摆台的强迫振荡试验表明，理论分析与试验结果具有很好的一致性。 试验摇摆台的成功研制，将为装备减摇水舱的实船进行准确且可靠的横摇运动预报提供一个稳定的试验平台。本论文的研究成果和结论对于U型减摇水舱的设计及试验摇摆台的仿真具有重要的指导意义。
张虹[7]2002年在《可控被动式减摇水舱控制策略研究》文中进行了进一步梳理减摇水舱是世界上成功应用的减摇装置之一，它具有结构简单、价格低廉、易于维修等特点，在零航速或低航速情况下能正常工作。减摇水舱分为叁种类型：被动式减摇水舱、可控被动式减摇水舱和主动式减摇水舱。其中，可控被动式减摇水舱是一种高效能的减摇水舱，它可以通过自动控制系统调节边舱顶部的气阀开关来调节水舱内水流振荡周期，以适应经常变化的横摇周期，保证在任何海浪作用下水舱都具有良好的减摇效果。实践表明，该水舱适用于多种类型船舶，不仅能减小船舶在波浪中的横摇和抵抗静倾角，还可以提高装卸效率，减少运输成本，为改善船舶的舒适性和安全性开辟了有效途径。 本论文是基于学校“211”重点建设项目“船舶减摇水舱试验装置”进行的，主要研究可控被动式减摇水舱控制方法和对可控被动式减摇水舱进行摇摆台模型试验。 首先，作者在阅读了大量的国内外资料的基础上，概述了国内外学者在减摇水舱理论研究和模型试验两方面的研究成果，针对可控被动式减摇水舱提出了本论文要解决的问题。 然后，作为以后各章节研究的基础，介绍了被动式减摇水舱和可控被动式减摇水舱的工作原理，对可控被动式减摇水舱的控制阀配置进行阐述，并且给出了可控被动式减摇水舱的固有周期的选取方法。 其次，基于拉格朗日方程建立了可控被动式减摇水舱的数学模型，并且运用脉冲响应法对数学模型进行了求解。控制策略是根据横摇角度和边舱液位信号的变化来对气阀进行控制，采用这种控制策略对可控被动式减摇水舱进行了仿真研究，结果表明所控制策略是行之有效的，可控被动式减摇水舱能在更宽的频率范围内达到较好的减摇效果。 最后，对可控被动式减摇水舱的控制系统进行设计，除了进行理论研究外，进行减摇水舱模型性能试验是研究可控被动式减摇水舱性能、进行船舶横摇运动预报的不可缺少的步骤。本文系统地介绍了可控被动式减摇水舱监控系统的硬件设计和水舱控制、数据采集软件程序实现工作，然后进行了可控被动式减摇水舱进行了模型试验，根据横摇角度和边舱液位的信号变化来控制气阀的开启和关闭，取得了一定的减摇效果。
张宏瀚[8]2010年在《高性能U型减摇水舱系统设计与控制方法研究》文中进行了进一步梳理减摇水舱作为一种全航速减摇装置,因其具有结构简单、造价低廉、兼顾抗静倾功能等优点而应用广泛。可控被动式U型减摇水舱由两个巨大蓄水舱室组成,两个舱室底部由连通水道连接,顶部由连通气道连接,其产生减摇力矩的能量来自于船舶横摇运动本身,依靠船舶的横摇带动水舱内液体运动,利用少量能量调节水舱气体连通道或液体连通道阀门来控制液体运动与船舶运动之间的相位关系,以此达到减摇的目的。本课题来源于哈尔滨工程大学“211”工程重点建设项目——“船舶控制工程”,对可控被动式U型减摇水舱的相关理论问题、系统结构设计方法以及控制策略进行了深入的分析与研究。论文首先分析了减摇水舱内流体运动规律以及液体振荡运动时作用在船舶六自由度运动方向上的力和力矩,介绍“船舶—减摇水舱”系统在船舶横摇运动方向上的数学模型建立方法,并对安装一个减摇水舱的“船舶—单水舱”系统模型进行扩展,建立船舶安装两个减摇水舱时的“船舶—双水舱”系统动力学模型。在模型基础上,分别在线性和非线性条件下,研究单水舱减摇系统和双水舱减摇系统对船舶横摇运动的影响。深入研究减摇水舱系统结构的设计方法。船舶运动系统存在随机性、非线性以及不确定性问题,传统的减摇水舱设计方法是在线性条件下进行的,当船舶受到较大干扰而出现大幅横摇时,本身减摇效果有限的减摇水舱会因船舶运动系统中非线性因素的影响而导致减摇效率更低。本文针对船舶运动中的非线性和不确定性问题,将现代控制理论中鲁棒设计思想结合到水舱系统的结构设计中,提出减摇水舱系统设计的鲁棒性能优化指标,并结合优化指标介绍了单水舱减摇系统和双水舱减摇系统的结构参数的设计方法。仿真结果表明,新的设计方法行之有效,在非线性条件下,减摇效果好于常规方法设计出的减摇水舱;结果还表明,双水舱减摇系统比单水舱减摇系统具有更宽的减摇范围,且在船舶横稳心高发生摄动时,双水舱减摇系统的减摇效果要好于单水舱减摇系统。研究讨论了利用水舱顶部气体连通道气阀全开和气阀全闭形式控制的可控被动减摇水舱的控制方法。通过对可压缩气体状态方程的推导,从理论上证明利用气阀的开关可有效延长水舱内液体振荡的周期。针对传统控制方式所存在的水舱内液体流动相位滞后问题,提出可控被动式减摇水舱的被动式PD控制策略,仿真实验证明,这种控制方式下的减摇水舱可使水舱内液体运动与船舶横摇运动保持期望的相位关系,从而提高水舱的减摇效果。对利用气阀开度控制水舱液体运动的控制方式进行研究,利用可压缩气体状态方程和水舱内流体运动方程研究气阀开口对水舱内液体振荡运动的影响,利用辨识技术拟合出不同气阀开口时水舱内液体振荡的ARMA模型。建立受水舱内液体运动控制的船舶横摇运动CARIMA模型,基于广义预测理论对水舱气阀开口的控制输入进行在线滚动优化,实现利用气阀的开度对水舱内液体流动的控制,进而实现水舱对船舶横摇运动的自适应减摇能力。通过仿真证明,这种控制方式可使减摇水舱具有较好的自适应能力,在不同船舶航行状态下,均可得到较好的减摇效果。
郑丽莹[9]2006年在《可控被动式减摇水舱控制与仿真研究》文中进行了进一步梳理减摇水舱是世界上成功应用的减摇装置之一，它具有结构简单、价格低廉、易于维修等特点，在零航速或低航速情况下能正常工作。减摇水舱分为叁种类型：被动式减摇水舱、可控被动式减摇水舱和主动式减摇水舱。其中，可控被动式减摇水舱是一种高效能的减摇水舱，它可以通过自动控制系统调节水舱顶部的气阀开关来调节水舱内水流振荡周期，以适应经常变化的横摇周期，保证在任何海浪作用下水舱都具有良好的减摇效果。实践表明，该水舱适用于多种类型船舶，不仅能减小船舶在波浪中的横摇，还可以提高装卸效率，减少运输成本，为改善船舶的舒适性和安全性开辟了有效途径。 本论文是基于学校“211”重点建设项目“船舶减摇水舱试验装置”进行的，主要研究可控被动式减摇水舱控制方法和仿真的研究。 首先，作者在阅读了大量的国内外资料的基础上，概述了国内外学者在减摇水舱理论研究和模型试验两方面的研究成果，并介绍了被动式减摇水舱和可控被动式减摇水舱的工作原理，提出了本论文要解决的问题。 然后，基于拉格朗日方程建立了可控被动式减摇水舱的数学模型，并且运用脉冲响应法对数学模型进行了求解。在其后利用横摇角度和边舱液位的信号变化的控制策略来对气阀进行控制，对可控被动式减摇水舱进行了仿真研究，结果表明控制策略是行之有效的。 其次，对可控被动式减摇水舱的控制系统进行设计。在硬件方面，分别对主控制器及减摇水舱的系统进行了详细的设计，包括控制器及模块的型号选取、水舱传感器的选取以及控制器与水舱的接口问题。在软件方面，选取ISaGRAF嵌入式软件对控制器编程，并绘制了流程图。 最后，分析了在流体力学方面水舱所涉及到的数学模型，包括N-S方程、边界条件及受力和产生的力矩。分别介绍了GAMBIT和FLUENT软件，并利用FLUENT软件对横摇时水舱内部流动情况进行了仿真。
张松涛[10]2013年在《可控被动式减摇水舱特性研究及实验验证》文中指出船舶在海洋环境航行时,由于外界环境影响引起的摇荡运动会影响船体的耐波性和适航性,产生的运动速度和加速度会使乘员产生不舒服感,严重的会使船上设备失效,甚至产生人员货物损失,对于单体排水量型船舶,横摇方向是影响最大的,随着船舶减摇技术的发展,减摇鳍、减摇水舱和重物减摇等减摇装置用于减少船体横摇,减摇水舱由于其减摇效果显着,减摇性能与船体航速无关,维修方便和控制简单等优点被广泛应用,特别是科学考察船、救助船等。论文针对减摇水舱型式主要是U形结构,首先对被动式减摇水舱的研究分析了水舱的特性,并在此基础上,研究气阀控制和水连通挡板控制可控被动式减摇水舱的控制方法,并采用台架试验的方式结合半实物仿真对水舱的特性和控制方法进行了验证。首先,为了分析耦合水舱流体作用的船体运动,基于Hamilton力学,建立“船舶-减摇水舱-海浪”数学模型,模型考虑船体多自由度运动及非线性因素。针对不同的研究内容,在耦合水舱流体作用的船体6自由度运动模型的基础上,通过降阶、简化,分别得到1自由度非线性横摇模型,3自由度度横摇、纵摇和升沉非线性模型。水舱的外部形式结构和内部阻尼结构决定了水舱的主要特性,水舱外部形式和结构边界决定于船体的参数,通过4种不同的船体参数以及不同的水舱设计,分析了与不同船体的适配。对于水舱的内部结构,由于流体流态变化的随机性,以及流体大幅度运动的非线性,国内外学者通常采用计算流体力学CFD进行辅助分析,如流体体积函数(VOF),光滑粒子动力学(SPH)和无网格移动粒子半隐式法(MPS),鉴于算法的准确性和可靠性考虑,采用VOF方法建立水舱计算流体力学的2d和3d模型。并以自由振荡、强制振荡和随机信号作为激励信号,分析水舱内流体的流态变化,包括水舱内水的流速、水流动的周期、阻尼特性和水流动所产生的力矩的变化规律。在理论分析和计算流体力学分析基础上,结合船体结构和水舱布置两方面的约束条件,研究减摇水舱的结构设计方法,包含减摇水舱主要结构尺寸的设计、阻尼结构的设计和相关布置,实现了减摇水舱结构设计软件的编写；采用多目标优化技术,研究针对不同船型空间布局,考虑约束条件,完成水舱结构设计的多目标寻优。建立“船舶-减摇水舱-海浪”仿真系统。分析在环境条件改变时,有义波高,航行速度和航向的不同对船体横摇的影响；分析在船体回转动作,减摇水舱对横倾和横摇的影响；参数横摇情况下,减摇水舱对参数横摇的抑制作用。研究可控被动式减摇水舱的控制方法,包含可变周期宽频减摇水舱和气阀控制两种形式,同时为了减少船体横摇周期统计计算引起的误差,提出了基于小波神经网络半周期预测的方法,其减摇效果较常规的控制方式减摇效果有显着地提高。最后,对减摇水舱摇摆台架的控制进行了改进,提高了频响,可模拟船体的随机横摇运动。构建减摇水舱试验系统,包含减摇水舱控制器样机,半实物仿真系统和实验系统软件叁部分。首先为了分析水舱的特性,采用自由振荡试验、强制振荡和随机输入试验的实验方法,实验结果与CFD仿真结果进行相互验证,水舱的固有特性周期、阻尼和频率特性,通过实验得到验证。在半实物仿真系统的支持下,通过摇摆台模拟实际船体的运动,将水舱的液位等信息反馈到系统中,通过控制器实现了水舱气阀的控制,采用摇摆台的力矩伺服控制下,验证控制器设计和控制方法的有效性。
参考文献：
[1]. 船舶模型主动式减摇水舱响应与控制系统[D]. 崔杰. 大连理工大学. 2003
[2]. 主动式减摇水舱抑制参数横摇的控制方法研究[D]. 王娜. 哈尔滨工程大学. 2013
[3]. 可控被动式减摇水舱仿真及试验研究[D]. 张虹. 哈尔滨工程大学. 2004
[4]. U型被动式水舱的系统设计与控制研究[D]. 张宏瀚. 哈尔滨工程大学. 2008
[5]. 减摇水舱优化设计及控制研究[D]. 石敬. 哈尔滨工程大学. 2008
[6]. U型减摇水舱及试验摇摆台实验研究[D]. 赖志昌. 哈尔滨工程大学. 2001
[7]. 可控被动式减摇水舱控制策略研究[D]. 张虹. 哈尔滨工程大学. 2002
[8]. 高性能U型减摇水舱系统设计与控制方法研究[D]. 张宏瀚. 哈尔滨工程大学. 2010
[9]. 可控被动式减摇水舱控制与仿真研究[D]. 郑丽莹. 哈尔滨工程大学. 2006
[10]. 可控被动式减摇水舱特性研究及实验验证[D]. 张松涛. 哈尔滨工程大学. 2013