零航速下襟翼鰭升力建模與控制研究.pdf

1、減搖鰭是目前應用最廣泛、最有效的主動式船舶減搖裝置，其減搖效果可達90％以上。但當船處于系泊狀態(tài)時，傳統(tǒng)減搖鰭并不起作用。為此國內外對零航速減搖鰭開始了研究。國外已有成品安裝于船上。國內哈爾濱工程大學自動化學院404教研室提出了零航速減搖鰭的概念，并研究了單翼和Weis-Fogh兩種機構的零航速減搖鰭。為了產(chǎn)生更大的升力，王龍金博士在此基礎上提出了帶拱度翼型的變形鰭。但這種翼型對材料的要求很高，現(xiàn)在還不能滿足，為此提出用帶襟翼的減搖鰭來

2、滿足拱度的要求。
　　 本文所做的主要工作就是確定該翼型的運動方式及升力模型。根據(jù)零航速的特點，確定了襟翼鰭的運動方式：零航速下襟翼鰭的副鰭首先轉過一定的角度，即改變鰭的拱度，然后整個鰭繞著鰭軸轉動，以此通過鰭的拍動來產(chǎn)生升力。
　　 確定了鰭的運動方式后，接著建立零航速下襟翼鰭的升力模型。由于零航速襟翼鰭的受力情況比較復雜，將其分為理想情況下和漩渦情況下進行討論。在理想情況下，通過一系列保角變換將鰭繞鰭軸轉動轉換為兩個

3、圓的平動和繞圓心的轉動，再通過疊加求得兩個圓的流場復勢。通過伯拉休斯定理最終求得零航速下襟翼鰭在理想情況下的升力模型。在漩渦情況下，將其中線剖面作為研究對象，得到零航速襟翼鰭在漩渦情況下的升力模型。通過相加得到零航速襟翼鰭的升力模型。
　　 隨后對零航速下襟翼鰭的控制器部分進行了設計，采用模糊自適應PID控制器對其翼型進行控制。通過MATLAB軟件中的SINMULINK搭建了模糊自適應PBD控制器。
　　 最后利用SIN