本文關(guān)鍵詞：船舶航速和航向控制及機槳匹配研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 當(dāng)今港口航運業(yè)發(fā)展相當(dāng)迅猛,海上航行船舶的數(shù)量、類型和噸位都發(fā)生了巨大的變化,相應(yīng)地對船舶的快速性、機動性、可靠性有了更高的要求。單機單槳已經(jīng)不能滿足大型船舶操縱性要求,多機多槳能夠在不同工況下滿足要求,被越來越廣泛地采用,這就涉及到船機槳在能量轉(zhuǎn)化和傳動過程中的匹配問題,合理的匹配能夠提高船舶的航行效率,節(jié)省能源。本文是針對四機四槳的大型船舶進行船機槳匹配及優(yōu)化研究。 采用MMG分離式數(shù)學(xué)建模思想建立大型水面船四自由度運動數(shù)學(xué)模型,并分別對該模型中流體動力和力矩、螺旋槳推力和功率、汽輪機推力和功率、作用于舵上的流體動力和力矩、風(fēng)浪流所產(chǎn)生的干擾力和力矩進行了分析,建模中充分考慮大型水面船的運動特點和風(fēng)、浪、流的干擾特性。 根據(jù)航速和航向控制的基本原理設(shè)計PID控制器和模糊PID控制器,在單機單槳工作時,對船舶航速、航向進行控制,并對兩種控制器的控制效果進行比較分析,可知模糊PID的控制效果更佳。在不同工作條件下,采用模糊PID控制器進行船舶航速控制和航向控制,保證船舶直線航行并快速達到目標(biāo)航速。 闡述船機槳匹配和外罰函數(shù)法的基本原理,研究船舶(阻力)、汽輪機、螺旋槳特性,建立船舶、螺旋槳、汽輪機匹配的優(yōu)化模型,采用外罰函數(shù)法對船機槳的匹配進行優(yōu)化,仿真結(jié)果表明螺旋槳和主機的效率和有了明顯提高,達到了預(yù)期目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：船機槳匹配 航速控制 航向控制 優(yōu)化 外罰函數(shù)法
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：U664.33
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 引言10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 船機槳匹配研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 優(yōu)化設(shè)計方法——外罰函數(shù)法的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 航速控制和航向控制的發(fā)展?fàn)顩r13-14
• 1.3 論文的主要工作14-16
• 第2章 大型船舶四自由度運動數(shù)學(xué)模型16-34
• 2.1 引言16
• 2.2 MMG大型水面船運動數(shù)學(xué)模型16-18
• 2.2.1 坐標(biāo)系16-17
• 2.2.2 操縱運動方程17-18
• 2.3 螺旋槳仿真數(shù)學(xué)模型18-20
• 2.4 汽輪機仿真數(shù)學(xué)模型20-24
• 2.4.1 船舶汽輪機動力裝置的特點20-21
• 2.4.2 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型21-24
• 2.5 舵仿真數(shù)學(xué)模型24-27
• 2.6 船舶運動的干擾力數(shù)學(xué)模型27-33
• 2.6.1 風(fēng)的干擾力數(shù)學(xué)模型27-31
• 2.6.2 二階波浪干擾力數(shù)學(xué)模型31-32
• 2.6.3 流的干擾力數(shù)學(xué)模型32-33
• 2.7 本章小結(jié)33-34
• 第3章 大型船舶航速及航向控制仿真34-51
• 3.1 引言34
• 3.2 傳統(tǒng)PID控制器34-36
• 3.3 模糊PID控制器36-37
• 3.4 航速和航向控制37-49
• 3.4.1 航速和航向控制方法研究37-38
• 3.4.2 航速和航向模糊控制規(guī)則38-42
• 3.4.3 傳統(tǒng)PID與模糊PID控制效果比較42-43
• 3.4.4 不同工作條件下的航速及航向控制43-49
• 3.5 本章小結(jié)49-51
• 第4章 船機槳工況匹配與優(yōu)化51-74
• 4.1 引言51
• 4.2 船舶能量平衡分析51-54
• 4.3 船機槳匹配性能分析54-58
• 4.3.1 船舶航行狀況分析55-56
• 4.3.2 船舶航行特性曲線分析56-58
• 4.4 優(yōu)化算法的基本原理58-61
• 4.5 優(yōu)化模型的建立及求解61-66
• 4.6 船機槳匹配66-73
• 4.7 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-76
• 參考文獻76-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果80-81
• 致謝81

【引證文獻】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張妤;船舶汽輪機智能控制研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 馬永杰;船機槳匹配及數(shù)值仿真[D];華中科技大學(xué);2011年

2 張釗;船舶運行狀態(tài)檢測與節(jié)能航速優(yōu)化系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];武漢理工大學(xué);2012年

3 王建政;船機槳匹配設(shè)計軟件開發(fā)[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

4 黃燕;水面船繞定點回轉(zhuǎn)艏向和位置控制方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

5 郭婷婷;吊艙式電力推進控制系統(tǒng)的設(shè)計研究[D];江蘇科技大學(xué);2012年

6 劉玉博;船舶運動與主推進聯(lián)合控制仿真系統(tǒng)的研究[D];大連海事大學(xué);2013年

7 劉文朝;船用汽輪機虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)的研究[D];大連海事大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：船舶航速和航向控制及機槳匹配研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：310389