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1.
《上海海事大学学报》2020,(1)
鉴于船舶在波浪中的六自由度运动中,其升沉、横摇和纵摇运动对船舶工作平台上的设备影响较大,设计一种三自由度并联式波浪补偿平台来减少这种影响。通过对平台进行运动学分析,得到平台的运动学模型。利用ADAMS和Simulink建立带有控制系统时间延迟参数的虚拟样机模型,依据平台的运动学模型设计对船舶运动进行补偿的控制策略,并利用虚拟样机进行仿真,验证平台机构和相应控制策略对船舶运动的补偿效果。结果表明:当控制系统的时间延迟参数取值为1 ms时,平台对船舶升沉、横摇和纵摇运动的补偿效果分别为88. 81%、95. 44%和91. 97%;当控制系统的时间延迟参数取值为0. 1 ms时,平台对船舶升沉、横摇和纵摇运动的补偿效果分别为96. 04%、99. 07%和97. 65%。由此可见:平台对误差有一定的包容性;可利用具有船舶运动预测功能的算法为平台提供超前的船舶运动数据或者提高控制系统的实时性来提高补偿效果。 相似文献
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鉴于船舶在波浪中的六自由度运动中,其升沉、横摇和纵摇运动对船舶工作平台上的设备影响较大,设计一种三自由度并联式波浪补偿平台来减少这种影响。通过对平台进行运动学分析,得到平台的运动学模型。利用ADAMS和Simulink建立带有控制系统时间延迟参数的虚拟样机模型,依据平台的运动学模型设计对船舶运动进行补偿的控制策略,并利用虚拟样机进行仿真,验证平台机构和相应控制策略对船舶运动的补偿效果。结果表明:当控制系统的时间延迟参数取值为1 ms时,平台对船舶升沉、横摇和纵摇运动的补偿效果分别为88.81%、95.44%和91.97%;当控制系统的时间延迟参数取值为0.1 ms时,平台对船舶升沉、横摇和纵摇运动的补偿效果分别为96.04%、99.07%和97.65%。由此可见:平台对误差有一定的包容性;可利用具有船舶运动预测功能的算法为平台提供超前的船舶运动数据或者提高控制系统的实时性来提高补偿效果。 相似文献
3.
为研究参数横摇对船舶运动和倾覆的影响,通过对船在规则波上随浪航行时,恢复力矩中出现的1个以正余弦规律变化的强参数激励项进行适当的变量置换,将船舶的横摇运动方程转换成标准形式的Mathieu方程.根据Floquet理论和方程的稳定性过渡曲线,比较2种不同改进变形参数法的求解精度,利用改进变形参数法来分析黏性阻尼变化对参数横摇稳定性的影响.仿真结果表明,增大黏性阻尼可缩小船舶横摇的不稳定区域,但黏性阻尼在不稳定区域内不能抑制横摇响应的无限增长. 相似文献
4.
为寻求一种简便的船舶运动模型辨识方法,根据船舶动力学与运动学基本方程的结构形式,建立一种基于Elman神经网络的辨识模型,给出网络结构的选取和确定方法.以载质量为5万t的散货船为例,利用国际海事组织要求的几个典型的船舶操纵试验数据对网络进行训练,计算权值矩阵,获得该船舶可用于船舶操纵性分析的神经网络模型.将网络计算结果代入船舶运动学方程进行船舶航迹仿真,并与试验航迹数据进行对比,验证网络模型的精确性.比较仿真验证结果和试验数据可知,该网络模型能基本反映被辨识船舶的动态特性,验证其有效性和准确性. 相似文献
5.
波浪中船舶大幅度横摇运动稳性变化的理论计算方法 总被引：1，自引：0，他引：1
在对波浪中船舶横摇稳性特点分析的基础上,提出一种计算船舶大倾角横摇稳性力臂的新方法.在计算每个横剖面左右侧浸深时,考虑船舶在随浪中运动由于首尾不对称造成的纵倾对其浸深及大倾角横摇稳性的影响,根据波浪中重力与浮力平衡、纵倾力矩之和为零这两个条件求取横摇稳性力臂值.为验证本方法,以散货船SWAKOP为例,利用Matlab数学工具语言对其进行计算研究,计算结果显示波浪中船舶大幅度横摇运动对其稳性的变化影响较大,与航海实践相符,同时也表明所提出的这种计算方法是合理和可靠的. 相似文献
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单杠上人体摆动的凯恩动力学模型 总被引：2，自引：1，他引：1
朱昌义 《成都体育学院学报》2000,26(6):71-74
理论建模是人们定量地认识客观事物的一种重要方法,通过动用多体动力学的凯恩方法,建立一个单杠上人体摆动的５环节多刚体系统模型,并以隐式方法推导出运动方程。该模型较国内外其他模型能够更加细致地分析单杠上人体摆动技术,并为其数值仿真奠定基础。 相似文献
7.
为使船舶沿预定的航向航行,应根据船舶偏离航向的情况适时合理地改变舵角以修正航向.对舵角的控制既要考虑导致船舶偏离航向诸因素,又要考虑不同船舶在不同装载状态下的操纵性能.在建立船舶偏航运动模型的基础上,对偏航运动规律进行分析,提出适时合理地采用舵角进行偏航控制的策略. 相似文献
8.
为研究在航集装箱船的摇摆姿态尤其是横摇姿态,利用假定概率模型的方法对集装箱船关键位置处的摇摆姿态进行研究,并构建摇摆概率模型,讨论并确定该模型的相关参数,从而建立集装箱船摇摆姿态的概率模型。结果表明,集装箱船不同位置处的纵摇角、横摇角和垂向加速度的概率模型近似服从高斯分布,仅其相关参数不同。该方法从在航集装箱船摇摆姿态的角度为船舶航行安全研究提供一定的理论依据。 相似文献
9.
在风浪影响下的集装箱船航速分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为优化集装箱船航速,减少油耗,在考虑风浪干扰的基础上,根据船舶航行中的功率关系,建立船舶减速模型。该模型能够计算出在不同风浪条件下船体所受风、浪干扰力以及船舶减速幅度。将建立的减速模型与现有的拟合模型进行对比,结果表明,来自船舶正横前和正横后的风浪合力对船舶航行起到阻碍作用。当风浪来自船舶正横前时船舶降速的幅度较大;当风浪来自船舶正横后时船舶降速幅度较小;船舶降速幅度在相同风浪条件下会随着航速的增大而减小。建立的减速模型比拟合模型更具有适用性,利用建立的模型能够较为准确地估算出在风浪影响下船舶的减速幅度。 相似文献
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建立了船舶在规则横浪作用下的非线性运动方程,采用改进的谐波平衡法对方程进行了求解,分析了解的稳定性并给出了船舶在横浪作用下稳定运动的边界方程.以一集装箱船为例,介绍了该船转动惯量、阻尼系数、恢复力矩系数的计算方法并给出了计算结果,计算了该船在横浪作用下的幅频相应曲线和运动稳定域并加以验证. 相似文献
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长江口深水航道超大型船舶交会仿真 总被引：1，自引：0，他引：1
为提升超大型船舶在长江口深水航道内的双向通航能力,以实际航道尺度为边界条件,在三自由度MMG模型的基础上,考虑浅水效应、船间效应和岸壁效应,建立船舶操纵运动模型。利用MATLAB对10万吨级的散货船和集装箱船交会进行仿真,并对风、流和两船不同间距对船舶交会的影响进行研究。仿真结果表明,长江口深水航道的宽度可基本满足船宽之和在90 m内的超大型船舶交会。 相似文献
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为给航海模拟器建立实用可靠的船舶在波浪中运动的数学模型,基于二维线性势流理论,采用多系数保角变换法对每个船舶横剖面进行高精度拟合,计算各个横剖面的水动力系数和波浪激励力,利用Visual Studio自主开发出船舶在规则波中的纵向运动数值模拟程序。为验证这个数值模拟程序的可靠性,对S175集装箱船在迎浪中运动的幅值响应因子(response amplitude operator, RAO)进行数值计算。结果表明:当弗劳德数为0.275时,RAO计算结果在大部分频率范围内与试验结果吻合良好。因此,这个数值模拟程序能准确地对船舶在波浪中的运动时历进行仿真。 相似文献
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为解决船舶避碰决策中对碰撞危险度计算精度不足和对危险目标船辨识性差的问题,使用基于Coldwell船舶领域的危险识别参数改进多船避碰危险度评估模型,比较改进前后模型的精度。使用VC++实现船舶MMG运动模型,对基于改进模型的四船交叉会遇态势作避碰决策仿真。仿真结果表明:对同一危险船,改进模型的精度更高;在多船会遇中,改进模型能够识别运动参数相似的危险目标船,辨识性更高。改进模型可为更复杂的多船避碰决策提供理论支持。 相似文献
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针对自回归移动平均(auto regressive moving average,ARMA)模型在船舶纵摇角度预测时不具有普遍适用性问题,提出使用自回归综合移动平均(auto regressive integrated moving average,ARIMA)模型进行纵摇角度预测,并采用改进粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法对模型定阶。对纵摇角度值序列数据进行平稳性检验和差分运算,确定ARIMA模型的适用性;采用具有针对性适应度评价函数的PSO算法进行模型定阶,并优化PSO算法的权重计算方法。通过仿真对比验证本文所提方法的科学性和有效性。仿真结果表明:采用改进PSO算法进行模型定阶的方法能够有效提升模型的预测精度,具有更好的预测效果。 相似文献
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为寻找高效节能船舶主尺度要素,以一艘多用途船作为研究对象,从多学科设计优化的角度入手,根据普鲁哈斯卡假设和三因次换算方法将船舶阻力参数化,采用等效能效指数将船舶能效设计指数(energy efficiency design index,EEDI)参数化,使其均为船舶主尺度要素函数。选用合适的多学科设计优化模型,运用第二代非支配排序遗传算法(second generation non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-II)得到优化的船舶主尺度要素。对原船进行船型变换,得到优化船。利用CFD进行数值模拟,验证优化船的阻力性能和EEDI优于原船的阻力性能和EEDI,达到优化的目的。 相似文献
16.
为增强船舶横摇稳定性,并对其物理本质特性进行深入研究,以工程应用需求为基础,设计一种基于闭环增益成形算法的简捷、高效、鲁棒性强的减摇鳍控制器。首次采用李雅普诺夫稳定性理论对该控制器进行稳定性分析并给出其稳定的充要条件。将规则波和多向不规则波作为外界干扰对该控制器进行MATLAB仿真,验证该控制器的有效性。结果表明,该控制器设计过程简单,控制参数物理意义明确,减摇效果良好,具有十分良好的工程应用潜力。 相似文献
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为提高船舶进出港口的安全和效率,针对船舶进出口航道双通道航道有一条通道局部关闭,船舶需要变道绕行另一通道的情况,提出基于船舶自动识别系统（Automatic Identification System,AIS）的NaSch船舶交通流模型,建立一种航道局部缩减的元胞自动机（Cellular Automata, CA)船舶交通流模型.结合船舶实际交通情况给出计算机数值仿真的船舶交通流时空斑图以及发生意外时的事故 恢复空斑图.针对一个算例,运用模型分析影响通道通行能力的警戒区长度设置、船舶到达率等交通要素.结果表明,该模型可以应用于决策模拟以提高航道通行能力、减少船舶滞留. 相似文献
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应用扩展卡尔曼滤波算法的船舶运动模型参数辨识 总被引：3，自引：0，他引：3
为确定船舶运动模型中的未知参数,提出1种以增广的状态方程和扩展卡尔曼滤波算法进行船舶运动模型参数辨识的算法,并设计辨识实验.在辨识实验中,采用固定区间卡尔曼平滑算法进行数据预处理,用辨识实验结果确立船舶运动模型.仿真验证实验表明,用该方法确立的模型是可靠的. 相似文献
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VTS与船舶操纵综合模拟器构建关键技术 总被引：1，自引：0，他引：1
为满足船舶交通服务系统(Vessl Traffic Services,VTS)人员培训和评估需求,提升VTS的监控和服务水平,构建一个VTS与船舶操纵联合模拟的综合模拟器.该模拟器通过突破传统单一VTS或者船舶操纵模拟器的局限性,解决VTS雷达回波模拟,多源目标数据跟踪、融合和误差仿真,以及船舶操纵模拟器、教练员控制台子系统的关键技术;提出多层次数据通信模型,实现多VTS子系统与多船舶操纵子系统集成.该系统不仅可为VTS值班人员和引航员培训提供有效的途径,而且可为研究船舶交通管理新方法提供有效的分析决策平台. 相似文献