可控被動(dòng)式減搖水艙控制與仿真研究.pdf

1、減搖水艙是世界上成功應(yīng)用的減搖裝置之一，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、易于維修等特點(diǎn)，在零航速或低航速情況下能正常工作。減搖水艙分為三種類型：被動(dòng)式減搖水艙、可控被動(dòng)式減搖水艙和主動(dòng)式減搖水艙。其中，可控被動(dòng)式減搖水艙是一種高效能的減搖水艙，它可以通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)水艙頂部的氣閥開(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)節(jié)水艙內(nèi)水流振蕩周期，以適應(yīng)經(jīng)常變化的橫搖周期，保證在任何海浪作用下水艙都具有良好的減搖效果。實(shí)踐表明，該水艙適用于多種類型船舶，不僅能減小船舶在波浪中的

2、橫搖，還可以提高裝卸效率，減少運(yùn)輸成本，為改善船舶的舒適性和安全性開(kāi)辟了有效途徑。 本論文是基于學(xué)?！?11”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目“船舶減搖水艙試驗(yàn)裝置”進(jìn)行的，主要研究可控被動(dòng)式減搖水艙控制方法和仿真的研究。 首先，作者在閱讀了大量的國(guó)內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上，概述了國(guó)內(nèi)外學(xué)者在減搖水艙理論研究和模型試驗(yàn)兩方面的研究成果，并介紹了被動(dòng)式減搖水艙和可控被動(dòng)式減搖水艙的工作原理，提出了本論文要解決的問(wèn)題。 然后，基于拉格朗日方程建

3、立了可控被動(dòng)式減搖水艙的數(shù)學(xué)模型，并且運(yùn)用脈沖響應(yīng)法對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了求解。在其后利用橫搖角度和邊艙液位的信號(hào)變化的控制策略來(lái)對(duì)氣閥進(jìn)行控制，對(duì)可控被動(dòng)式減搖水艙進(jìn)行了仿真研究，結(jié)果表明控制策略是行之有效的。 其次，對(duì)可控被動(dòng)式減搖水艙的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在硬件方面，分別對(duì)主控制器及減搖水艙的系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，包括控制器及模塊的型號(hào)選取、水艙傳感器的選取以及控制器與水艙的接口問(wèn)題。在軟件方面，選取ISaGRAF嵌入式軟件對(duì)控制