綜合減搖系統(tǒng)中鰭和水艙耦合影響及機(jī)理研究.pdf

1、目前采取減搖鰭與減搖水艙進(jìn)行聯(lián)合減搖為最有效的減搖方式，為使在船舶在全航速下都具有良好的減搖能力，提高船舶安全系數(shù)。但由于減搖裝置間的耦合影響，導(dǎo)致綜合減搖系統(tǒng)的減搖能力與減搖鰭、減搖水艙二者存在復(fù)雜非線性關(guān)系，通過對綜合減搖效果分析可知，其聯(lián)合減搖效果并不是將二者的減搖效果進(jìn)行簡單的線性疊加，而是兩者之間通過相互作用彼此影響的。因此分析減搖鰭與減搖水艙之間的耦合，這對提高綜合減搖系統(tǒng)的減搖效果、選擇合理控制算法改善控制器控制性能以及對

2、船舶減搖理論發(fā)展具有重要意義。
　　在閱讀大量有關(guān)船舶綜合減搖系統(tǒng)的方面資料后，分析綜合減搖系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型、減搖裝置工作機(jī)理的基礎(chǔ)上，利用 Fluent軟件對減搖鰭與減搖水艙之間耦合特征進(jìn)行分析，最后針對綜合減搖系統(tǒng)耦合特征分別采用不同解耦算法對綜合減搖控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)，并進(jìn)行仿真分析。
　　本文主要研究內(nèi)容：
　　1、通過對減搖鰭和減搖水艙工作原理及綜合減搖系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型分析基礎(chǔ)上，為尋求綜合減搖系統(tǒng)中鰭和水艙耦合影響效果

3、，提出把裝備被動水艙的船舶橫搖角之差折算為等效波傾角，利用減搖前后波傾角幅值變化來獲得減搖水艙對船舶橫搖影響，并將此變化量嵌入到由Fluent UDF自定義函數(shù)中，利用編程模擬在船舶-被動式減搖水艙作用下減搖鰭周圍流場變化狀況，并獲得鰭表面壓力分布圖，通過仿真模擬實(shí)現(xiàn)了不同條件下鰭和水艙的耦合效果，為綜合減搖系統(tǒng)參數(shù)配置及控制器優(yōu)化提供理論依據(jù)。
　　2、將振動理論中的方程模態(tài)化方法引入綜合減搖系統(tǒng)中，把綜合減搖系統(tǒng)方程轉(zhuǎn)化為模態(tài)

4、空間方程，利用狀態(tài)空間法找到該方程解向量的一組基底，則說明方程有解，進(jìn)而能實(shí)現(xiàn)綜合減搖系統(tǒng)解耦，并對其進(jìn)行模態(tài)頻響函數(shù)分析。
　　3、由于綜合減搖系統(tǒng)中變量間耦合因素的存在，往往會導(dǎo)致系統(tǒng)達(dá)不到最佳控制狀態(tài)。而基于廣義預(yù)測算法具有自適應(yīng)、魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，將其應(yīng)用到綜合減搖系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)中，仿真表明不僅可降低系統(tǒng)內(nèi)在耦合作用，還能消除因外界隨機(jī)干擾產(chǎn)生的不利影響。
　　4、運(yùn)用混沌相關(guān)理論對綜合減搖系統(tǒng)動力學(xué)模型方程進(jìn)行分析，