浮船塢沉浮系統(tǒng)建模及其仿真研究.pdf

1、本課題來(lái)源于某在建8萬(wàn)噸浮船塢自動(dòng)控制設(shè)計(jì)項(xiàng)目,為該項(xiàng)目子課題之一。本文所研究的浮船塢沉浮系統(tǒng)建模與仿真為該項(xiàng)目提供理論基礎(chǔ)與軟件支持。
　　 浮船塢是大型造船工業(yè)的重要工具,其突出特點(diǎn)是可以機(jī)動(dòng)地靠近待修船舶。沉浮系統(tǒng)的工作效率與可靠性是浮船塢能否順利完成作業(yè)要求的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)浮船塢沉浮系統(tǒng)為人工手動(dòng)控制,對(duì)作業(yè)人員的操作經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)素質(zhì)要求很高,而且效率低、誤差大,存在很多弊端。隨著計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù)的迅猛發(fā)展,浮船塢的自

2、動(dòng)控制設(shè)計(jì)成為必然趨勢(shì)。
　　 為豐富和夯實(shí)浮船塢沉浮系統(tǒng)的研究成果,本文圍繞浮船塢沉浮系統(tǒng)的建模和仿真,展開(kāi)了較深入的研究工作。進(jìn)而,分別研究了關(guān)于調(diào)節(jié)水量的優(yōu)化模型和調(diào)節(jié)時(shí)間的優(yōu)化模型,并提出了最優(yōu)化的調(diào)水方案。最后運(yùn)用MATLAB對(duì)其進(jìn)行仿真研究,結(jié)果顯示,所得調(diào)水方案滿(mǎn)足浮船塢設(shè)計(jì)要求。這為浮船塢的自動(dòng)控制設(shè)計(jì)提供了有效的方法。具體研究工作包括:
　　 首先,計(jì)算了浮船塢各浮態(tài)參數(shù):吃水差、橫縱傾角、靜水力曲線等

3、,其中重點(diǎn)研究了靜水力曲線的計(jì)算方法。然后利用各浮態(tài)參數(shù)和物理平衡原理建立了浮船塢壓載水艙的配載模型,進(jìn)而運(yùn)用懲罰函數(shù)法對(duì)該模型進(jìn)行求解得到各壓載水艙調(diào)節(jié)水量。
　　 其次,現(xiàn)在很多浮船塢是由廢船改造而成,這些浮船塢的塢體形狀不規(guī)則,壓載水艙的排列沒(méi)有規(guī)律可循,單純求解上述模型工作量大、步驟復(fù)雜、困難較多。為解決上述問(wèn)題,本文基于配載模型,分別建立了調(diào)節(jié)水量?jī)?yōu)化模型與調(diào)節(jié)時(shí)間優(yōu)化模型。進(jìn)而,通過(guò)求解所得優(yōu)化模型得到各壓載水艙的調(diào)