減搖鰭的動(dòng)態(tài)水動(dòng)力特性及電伺服系統(tǒng)研究.pdf

1、船舶減搖鰭是一種應(yīng)用最廣泛的船舶減搖裝置，傳統(tǒng)的減搖鰭系統(tǒng)通過(guò)傳感器測(cè)得船的橫搖信息，經(jīng)電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使鰭轉(zhuǎn)動(dòng)，在控制系統(tǒng)的作用下，隨著變化的橫搖運(yùn)動(dòng)而不斷地改變鰭角，產(chǎn)生抵抗海浪干擾的扶正力矩，從而達(dá)到減小船舶橫搖的目的?！　≌撐膶?duì)影響船舶減搖鰭減搖效果的一個(gè)因素，即船舶橫搖的非線性運(yùn)動(dòng)模型與線性化的模型的差異及適用范圍進(jìn)行研究，得出在船舶非線性橫搖模型中，非線性阻尼的影響大于非線性恢復(fù)力矩的影響的結(jié)論。提出不含5次函數(shù)項(xiàng)的橫搖非線性

2、模型來(lái)替代原有的模型，簡(jiǎn)化了非線性模型，減少了計(jì)算量?！　?duì)減搖鰭的鰭角/升力、鰭角/轉(zhuǎn)矩的映射關(guān)系的動(dòng)態(tài)水動(dòng)力模型進(jìn)行了研究并以水池實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，基于Theodorsen理論建立了減搖鰭鰭角/升力、鰭角/轉(zhuǎn)矩的映射的動(dòng)態(tài)水動(dòng)力模型。應(yīng)用動(dòng)態(tài)水動(dòng)力模型將鰭角直接轉(zhuǎn)換成反饋升力及扶正力矩做為船舶橫搖數(shù)學(xué)模型中的反饋信號(hào)，從而減少由于鰭角/升力的非線性引起實(shí)際減搖與設(shè)計(jì)的誤差。　　以異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)為理論基礎(chǔ)，研究了以異步電

3、動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)為核心的減搖鰭電伺服系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、控制規(guī)律，并結(jié)合減搖鰭的特點(diǎn)，提出用異步電機(jī)電伺服系統(tǒng)替代以前的電/液伺服系統(tǒng)的方案。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可行性?！　≡跍p搖鰭PID控制方面，討論了單神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，針對(duì)船舶減搖的特點(diǎn)在船舶減搖鰭系統(tǒng)中采用以Pe2(k+d)+Q△u2(k)為性能指標(biāo)的單神經(jīng)元PID控制器，對(duì)各種海況下船舶的開(kāi)環(huán)橫搖、PID控制器減搖鰭、單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制器的減搖鰭進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，仿真結(jié)