全垫升气垫船论文-张宗科

全垫升气垫船论文-张宗科

导读:本文包含了全垫升气垫船论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:气垫船,低头埋首,翻船,柔性围裙

全垫升气垫船论文文献综述

张宗科[1](2019)在《全垫升气垫船高速埋首与低速侧翻的机理分析及应对措施》一文中研究指出全垫升气垫船设有独特的柔性围裙系统,高速埋首是气垫船特有的叁大安全风险之一。随着围裙技术的发展以及操控安全限界的规范,气垫船发生埋首的概率越来越低,但在实际使用中,高速埋首与低速大幅横倾仍时有发生,若应对不当,仍然会存在危险。文章介绍了国内外有关试验研究情况,结合气垫兴波计算对气垫船高速埋首与低速侧翻的机理进行理论分析,并总结了克服埋首与侧翻的技术措施,使用中的预防手段,以及发生高速埋首或低速大幅横倾时的操纵应对措施。(本文来源于《船舶》期刊2019年04期)

张宗科,徐圣杰[2](2019)在《CATIA二次开发实现全垫升气垫船性能计算结果的可视化》一文中研究指出全垫升气垫船对质量要求严苛,使船体浮箱结构薄弱;可两栖登陆,使浮箱破舱风险大,水密分舱只能加密。通过CATIA二次开发,实现了密集水密分舱破损计算结果的可视化,便于驾驶员基于浮箱上破口尺寸与位置,快速评估对破损进水以及船姿态的影响。CATIA气垫兴波波形的叁维可视化,可直观地观察波面与气垫围线的相互关系,利于求取及理解船带漂角斜航时兴波对阻力及姿态的影响。船在波浪上航行时,随波起伏引起气垫压力波动,将外界载荷传递至船体与柔性围裙,实现气垫压力动态测试结果可视化,便于对比分析压力波动空间分布变化。(本文来源于《船舶》期刊2019年03期)

李明,刘宁,卓奉暄,王奎民[3](2019)在《典型工况下的全垫升气垫船总强度评估方法》一文中研究指出全垫升气垫船是一种特种的高性能船舶,具有优越的适应性与快速性,由于其特殊的运行方式和使用需求,使得它们的结构形式多样、内部结构层次繁多,目前还没有一套完全成熟的规范和准则来评估气垫船结构强度,且单纯依靠规范计算进行气垫船结构设计亦很难满足其结构强度要求。本文根据全垫升气垫船结构特点,针对其垫升航行和排水航行2种典型运行状态,在对气垫船载荷分量的确定方法及加载方式分析的基础上,通过基于等效设计波法的直接计算法对气垫船总强度校核方法进行研究,为全垫升气垫船总强度评估提供了有效的技术支撑。(本文来源于《舰船科学技术》期刊2019年01期)

葛然[4](2019)在《气垫船航迹向及垫升压力模糊滑模控制方法研究》一文中研究指出全垫升气垫船作为高性能船舶的代表,具有对多种地形适应能力强、航行速度快的优点。但由于其特殊的航行机理,在航行过程中存在操纵性差、安全性差,以及气垫不稳定的固有缺陷。因此,为了保证气垫船的操纵性与安全性,在水平面上对航迹向进行控制,在垂直面上对垫升压力进行控制是十分有必要的。本文根据气垫船受环境干扰影响大、模型不确定性大、非线性明显等特点,选择模糊滑模算法进行控制器设计,从运动控制的角度保障气垫船的高速安全航行。主要研究内容如下:第一,建立气垫船运动数学模型,研究全垫升气垫船的运动机理,为控制器设计打下基础。只有在合理的、符合实船特性的模型下,对运动控制技术研究才具有实际的应用意义。首先,建立固定坐标系与运动坐标系。其次,通过对气垫船的分析,建立其运动学模型。同时,采用分块建模思想,对空气动力、水动力以及各操纵面进行分块建模,建立动力学模型。并最终得到气垫船六自由度运动数学模型。此外,还建立了包括海风、海浪的环境模型。最后,通过仿真试验验证所建立模型符合实船特性。第二,气垫船由于其特殊的航行机理,极易受到外界环境干扰而改变航向。因此,有必要对气垫船的航向控制方法进行研究与设计,本文采用模糊滑模方法实现气垫船的航向控制。首先,介绍了滑模控制的原理,主要包括其基本概念及数学描述、控制器设计过程、控制律的推导及稳定性的判别。其次,建立普通滑模控制器,并通过对简易系统的仿真试验,显示出其在控制过程中存在较大抖振。在此基础上,分析抖振产生的主要原因及解决办法,并选择模糊方法与滑模相结合。最后,分别采用普通滑模控制器与模糊滑模控制器,并结合气垫船模型,分别在无风及有风的条件进行航向跟踪仿真对比试验,证明所设计模糊滑模算法的有效性。第叁,面向气垫船高速安全航行运动控制系统需求,为改善其在水平面上的安全性和操纵性,减轻驾驶员的操作负担,对气垫船的航迹向控制方法进行研究与设计。本文采用改进的积分视觉导引律(integral line-of-sight,ILOS),结合设计的航向控制器,实现气垫船航迹向控制。首先,对闭环导引律进行研究,介绍了偏差导引律、视觉导引律(line-of-sight,LOS),并根据气垫船航迹向控制需求设计了航迹偏差导引律以及改进ILOS导引律。其次,在此基础上,对气垫船航迹向控制策略进行分析,给出了期望路径的确定方法、航迹向计算方法以及路径切换时的导引律。再次,根据直接法的控制策略,设计基于航迹偏差闭环导引的气垫船航迹向控制系统。同时,根据间接法的控制思想,采用分层控制结构,设计基于改进ILOS闭环导引的气垫船航迹向控制系统。最后,分别在不同环境下对两个控制系统进行仿真对比试验。第四,垫升系统是气垫船的关键所在,从根本上决定了其操纵性与安全性。为减少气垫船在航行中升沉方向上的颠簸,即“鹅卵石效应”,对气垫船的垫升压力控制方法进行研究与设计。首先,重点求解了垫升增压风扇、气垫体积变化率以及围裙泄流量的压力—流量公式,并建立了垫升系统数学模型。其次,针对其控制需求,选择滑模控制方法,控制增压风扇的转速。再次,设计普通滑模控制器,并结合模糊方法的万能逼近原理设计自适应模糊滑模控制器。最后,设计仿真试验。分别采用普通滑模控制器与自适应模糊滑模控制器,并结合气垫船模型,分别在无风及有风的条件进行垫升压力控制仿真对比试验。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2019-01-01)

李仲彬[5](2019)在《全垫升气垫船航迹向与速度控制方法研究》一文中研究指出全垫升气垫船与普通水面船存在很大差别,普通水面船由于侧向阻力的原因,不会产生较大的侧滑,艏向控制和速度方向的控制基本没有差别,而全垫升气垫船由于航行速度快,受惯性力影响或风的干扰很容易发生侧漂,其艏向角与航迹向存在较大差别。因此对于气垫船的航迹向控制研究显得十分重要,由于气垫船的航行受到外界干扰影响很大,因此采用反步滑模控制方法设计航迹向控制器。本文以某型气垫船为研究对象,研究了气垫船航迹向与速度控制方法,具体的研究内容如下:首先,介绍了气垫船分类、工作原理、垫升系统以及推进系统,对气垫船国内外研究现状以及发展概述进行了详致介绍。对近年来有关气垫船航迹向的相关研究以及控制方法也做以介绍。其次,对气垫船空间运动坐标系进行建立,根据模块化建模的思想理论对气垫船各个模块分别进行建模,在空间中对气垫船的力和力矩进行合成,根据动量力(矩)定理建立气垫船的运动学模型和动力学模型,完成气垫船四自由度数学模型的建立。根据已建模型对气垫船直航和回转特性进行仿真验证。仿真结果验证了模型的正确性。再次,介绍了气垫船推进系统特性、RBF神经网络及滑模变结构控制方法,设计了滑模速度控制器及RBF网络滑模速度控制器,并进行仿真对比验证。仿真结果表明,RBF网络滑模速度控制器的控制效果更好。最后,介绍了反步控制法的基本理论及李雅普诺夫稳定性理论,根据已有模型,设计了基于反步滑模的气垫船航迹向控制器,并进行仿真验证。仿真结果表明了控制器的稳定性、快速性、鲁棒性。研究了航迹向与速度协调策略,并将协调策略应用于速度控制器中。仿真结果表明,气垫船在进行航迹向控制时,协调后的速度控制器使气垫船的侧滑角减小同时回转率变化较小且在安全范围内。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2019-01-01)

李国军[6](2019)在《全垫升气垫船路径跟随控制方法研究》一文中研究指出全垫升气垫船作为高性能船舶的一种,以空气舵和空气螺旋桨作为操纵装置,通过向气垫围裙中补充气体,使其供给静态压力支撑船体。全垫升气垫船在两栖性与快速性方面表现良好,可以在浅滩、沼泽等特殊环境快速航行,具有广阔的发展前景与应用需要。相较于常规水面船舶,气垫船没有水下回转构件,船体几乎悬浮于水面之上,在进行路径跟随行驶过程中,没有构件提供足够的回转向心力,而且受到空气阻力的影响较大,导致其操纵难度大,易于产生侧滑,严重时甚至引发事故。因此,设计一款安全可靠的气垫船路径跟随控制系统具有必要性与研究价值。本文围绕气垫船路径跟随这一核心,从建立运动数学模型、规划航行运动路径、引导跟随规划路径、设计跟随控制器等方面进行研究,研究内容主要包含为以下四个方面:首先,为满足路径跟随问题研究的需要,运用模块化建模的思想,对气垫船船体构件进行深入分析建模,根据力学原理,将空气动力、水动力、螺旋桨、空气舵等模块进行矢量合成,最终建立四自由度运动数学模型。另外建立海风模块,引入环境干扰,模拟实际海况。最后,针对所建立的气垫船运动数学模型,进行操纵性仿真实验,分析验证其正确性。其次,针对气垫船航路规划问题,通过对Dijkstra算法原理的研究,分析其操作步骤与算法优缺点,结合蚁群算法,设计出蚁群-Dijkstra优化算法,在模拟海面障碍物的条件下,进行航路规划。再次,结合最短规划路径,对引导跟随路径问题进行研究,在常规LOS导引法的基础上,进行优化设计与改进,提出可以对航迹偏差积分的前视视线导引法,设计滑模控制器,对前视LOS导引法引导跟随路径效果进行仿真分析,为设计控制器方法的深入研究提供基础。最后,针对路径跟随控制器设计方法进行研究,根据对滑模控制方法的理论分析与应用研究,引入非奇异快速终端滑模控制方法,实现在有限时间内航迹快速收敛于规划路径。考虑气垫船海上航行的实际情况,针对外部环境干扰,结合扰动观测器,提出基于扰动观测器的非奇异快速终端滑模的控制方法,实现对干扰的有效观测与补偿,并且通过Lyapunov稳定性理论对所提出的控制器设计方法进行稳定性验证,确保设计的安全性与合理性。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2019-01-01)

张宗科[7](2018)在《英国全垫升气垫船的技术发展与性能分析》一文中研究指出英国作为现代气垫船的发源地,自1959年首艘载人气垫船SRN1横渡英吉利海峡以来,早期研制了以燃气轮机为主动力的SR系列多型民用与军用气垫船,出口至世界多个国家;发明了囊指型柔性围裙技术,为美国LCAC早期演示验证船JEFF A和JEFF B设计围裙并提供技术支撑,由此发展的响应围裙技术应用于MVPP、LCAC、LCAC SLEP、T-2000、LSF-II、SSC等众多型号。中期研制了以车用柴油机为主动力的全焊接铝质船体结构的AP.1-88,并形成BH系列、Griffon系列气垫船。近期则在最新型号上实现了柴电混合驱动,不仅大幅提升燃油效率,也有效降低舱室噪声,并为船总布置提供了新的可能性,引领了气垫船技术发展方向。该文介绍了英国气垫船的技术发展,并对其性能进行统计分析,对于国内气垫船的设计研究具有一定参考价值。(本文来源于《船舶》期刊2018年06期)

陆爱杰,胡大斌[8](2018)在《基于BP网络的全垫升气垫船运动模型的辨识与仿真》一文中研究指出为了研究全垫升气垫船的操纵性能,建立了一种全垫升气垫船操纵运动的灰箱模型。通过MATLAB神经网络工具箱(nntool)建立BP神经网络,对全垫升气垫船的灰箱模型进行系统辨识,建立了全垫升气垫艇的人工神经网络操纵运动模型(Artificial Neural Networks Maneuvering Model,ANNMM),并对该模型进行Z型舵操纵仿真试验。结果表明:该模型的航向最大相对误差为0.36%,南北向速度最大相对误差为0.31%,东西向速度最大相对误差为0.13%。充分表明基于BP网络的辨识建模方法是有效的、可行的。(本文来源于《船电技术》期刊2018年12期)

陈光祥,李仲彬,刘伟[9](2018)在《基于反步法的全垫升气垫船航向增稳控制》一文中研究指出为了更好地对全垫升气垫船的航向进行控制,设计推导了基于反步法的全垫升气垫船航向控制器,因为过大的回转角速度有可能引发航行事故,所以在航向控制器上加上增稳环节。仿真结果表明:全垫升气垫船不仅艏向角可以达到期望值,而且回转角速度也在安全值范围之内。(本文来源于《自动化技术与应用》期刊2018年11期)

叶楠[10](2018)在《滚动轴承在全垫升气垫船轴系中的应用》一文中研究指出气垫船通常采用滚动轴承作为轴系的支承轴承,而全垫升气垫船轴系中的滚动轴承工作条件相当严苛。因此,对于滚动轴承的正确选型,以及对于润滑与密封等的全面考量,是设计人员必须面对的问题,同时也是全垫升气垫船推进与垫升系统能否可靠工作的关键之一。文中对气垫船滚动轴承的使用条件、选型、安装配合要求、润滑与密封等方面进行分析与介绍,并举例说明滚动轴承在气垫船轴系上的应用。(本文来源于《船舶》期刊2018年04期)

全垫升气垫船论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

全垫升气垫船对质量要求严苛,使船体浮箱结构薄弱;可两栖登陆,使浮箱破舱风险大,水密分舱只能加密。通过CATIA二次开发,实现了密集水密分舱破损计算结果的可视化,便于驾驶员基于浮箱上破口尺寸与位置,快速评估对破损进水以及船姿态的影响。CATIA气垫兴波波形的叁维可视化,可直观地观察波面与气垫围线的相互关系,利于求取及理解船带漂角斜航时兴波对阻力及姿态的影响。船在波浪上航行时,随波起伏引起气垫压力波动,将外界载荷传递至船体与柔性围裙,实现气垫压力动态测试结果可视化,便于对比分析压力波动空间分布变化。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

全垫升气垫船论文参考文献

[1].张宗科.全垫升气垫船高速埋首与低速侧翻的机理分析及应对措施[J].船舶.2019

[2].张宗科,徐圣杰.CATIA二次开发实现全垫升气垫船性能计算结果的可视化[J].船舶.2019

[3].李明,刘宁,卓奉暄,王奎民.典型工况下的全垫升气垫船总强度评估方法[J].舰船科学技术.2019

[4].葛然.气垫船航迹向及垫升压力模糊滑模控制方法研究[D].哈尔滨工程大学.2019

[5].李仲彬.全垫升气垫船航迹向与速度控制方法研究[D].哈尔滨工程大学.2019

[6].李国军.全垫升气垫船路径跟随控制方法研究[D].哈尔滨工程大学.2019

[7].张宗科.英国全垫升气垫船的技术发展与性能分析[J].船舶.2018

[8].陆爱杰,胡大斌.基于BP网络的全垫升气垫船运动模型的辨识与仿真[J].船电技术.2018

[9].陈光祥,李仲彬,刘伟.基于反步法的全垫升气垫船航向增稳控制[J].自动化技术与应用.2018

[10].叶楠.滚动轴承在全垫升气垫船轴系中的应用[J].船舶.2018

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