海上廊橋是一種新型海上換乘裝備,相當于一個海上通道,方便人員在船舶與海上建筑物之間換乘。船舶受到海洋環(huán)境擾動的影響會產(chǎn)生六個自由度運動,橫蕩、縱蕩和艏搖運動可以通過船舶動力定位系統(tǒng)被抑制,將廊橋基座固定在船舶某一側(cè)舷的中心附近可以減弱船舶縱搖運動對廊橋的影響,通過海上廊橋各機構(gòu)的協(xié)同運動來主動補償船舶的橫搖和升沉運動,才能使廊橋始終保持平穩(wěn)且末端與海上建筑物保持相對靜止,進而實現(xiàn)海上廊橋的波浪補償。此外,海上廊橋所處的海洋環(huán)境及它的負載時常發(fā)生變化,而且海上廊橋的各機構(gòu)均由液壓系統(tǒng)驅(qū)動,在使用過程中液壓油與缸筒內(nèi)壁摩擦會使系統(tǒng)溫度發(fā)生變化,進而會使液壓油的粘度、彈性模量等發(fā)生變化,這將導致海上廊橋各機構(gòu)數(shù)學模型的參數(shù)存在不確定性。因此,開展海上廊橋波浪補償控制研究具有重要的理論意義和實際應用價值。本文首先對船舶的升沉和橫搖運動進行預報,并利用兩點間距離公式及正余弦定理對海上廊橋進行運動學反解,計算出要實現(xiàn)廊橋的波浪補償,廊橋的升沉機構(gòu)、俯仰機構(gòu)和伸縮機構(gòu)所需的運動量,再分別建立海上廊橋各機構(gòu)的數(shù)學模型。然后,考慮廊橋各機構(gòu)數(shù)學模型參數(shù)具有不確定性且廊橋負載是未知時變的,分別構(gòu)造擴張狀態(tài)... 

【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．９?Ｍａｘｃｃｅｓｓ海上廊橋［Ｉ６］??Ｆｉｇ．?１．９?ＭａＸｃｃｅｓｓ?ｏｆｆｓｈｏｒｅ?ｇａｎｇｗａｙ??１?丨‘?？？?？?．?？?＊?ｉ??［１７】

?大連海事大學專業(yè)學位碩士學位論文???２海上廊橋運動學反解及海上廊橋各機構(gòu)數(shù)學模型??本章首先對船舶的升沉和橫搖運動進行預報；然后利用兩點間距離公式及正余弦定??理對海上廊橋進行運動學反解，計算出為了補償船舶的升沉和橫搖運動，使廊橋保持平??穩(wěn)且末端與海上建筑物保持相對靜止時，廊橋升沉機構(gòu)、俯仰機構(gòu)和伸縮機構(gòu)所需的運??動量；再建立海上廊橋各機構(gòu)的數(shù)學模型。??２??＼??－Ｉ?ｉ－???Ｉ??１－基座，２－升沉機構(gòu)，３－俯仰機構(gòu)，４－第一節(jié)梯架，５－第二節(jié)梯架，６－伸縮機構(gòu)??圖２．１海上廊橋結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｏｆｆｓｈｏｒｅ?ｇａｎｇｗａｙ??海上廊橋的結(jié)構(gòu)示意圖如圖２．１所示，廊橋末端即為第二節(jié)梯架的末端。海上廊橋??的俯仰機構(gòu)由兩個并聯(lián)的電液伺服閥控液壓缸驅(qū)動，活塞桿的一端連接到第一節(jié)梯架兩??側(cè)下弦上，另一端連接到廊橋的升沉機構(gòu)上方；伸縮機構(gòu)由安裝在第一節(jié)梯架底部的液??壓馬達驅(qū)動，液壓馬達帶動卷筒和鋼絲繩來實現(xiàn)第二節(jié)梯架的伸縮運動；升沉機構(gòu)由電??液伺服閥控液壓缸驅(qū)動，活塞桿的一端連接到俯仰機構(gòu)下方，另一端連接到基座。??在初始狀態(tài)下，廊橋梯架與靜水面是平行的且梯架與船的側(cè)舷垂直。本文要保證廊??橋可以在六級海況下正常工作，參考文獻［２］中的廊橋參數(shù)，選取廊橋梯架的初始長度為??２０ｍ，梯架距離基座所在平面的高度為５ｍ，俯仰機構(gòu)的長度為５．４ｍ，第二節(jié)梯架可伸??縮的長度為±５ｍ，升沉機構(gòu)可升沉的高度為±２ｍ，俯仰機構(gòu)可俯仰的角度為±１５°。??？?ｉ?；??？?．?Ｉ??－１１?－??

?海上廊橋波浪補償控制研究???２．１海上廊橋運動學反解??對海上廊橋進行運動學分析包括兩種情況［２％?（１）已知升沉機構(gòu)、俯仰機構(gòu)和伸??縮機構(gòu)的運動量，求解廊橋的實際位置；（２）已知廊橋的期望位置，在實際位置發(fā)生變??化時，計算出為了使廊橋繼續(xù)保持在期望位置，升沉機構(gòu)、俯仰機構(gòu)和伸縮機構(gòu)的運動??量。通常情況下，把第（１）種情況稱為運動學正解，把第（２）種情況稱為運動學反解。??本文是由廊橋各機構(gòu)的協(xié)同運動來補償由海洋環(huán)境擾動引起的船舶的升沉和橫搖??運動對它的影響，使廊橋始終保持平穩(wěn)且末端與海上建筑物保持相對靜止，這是在己知??廊橋期望位置的情況下，當實際位置發(fā)生變化時，求解廊橋升沉機構(gòu)、俯仰機構(gòu)和伸縮??機構(gòu)所需的運動量，是運動學反解問題。在反解之前首先要對引起廊橋?qū)嶋H位置發(fā)生變??化的船舶升沉和橫搖運動進行預報，然后再計算出要補償船舶的升沉和橫搖運動，廊橋??的升沉機構(gòu)、俯仰機構(gòu)和伸縮機構(gòu)所需的運動量，進而提前一步對海上廊橋的各機構(gòu)進??行控制，可以保證在下一時刻到來時，海上廊橋各機構(gòu)的運動量恰好可以補償船舶的升??沉和橫搖運動。??２．１．１坐標系的建立??為了更好地描述出船舶及海上廊橋始末端的運動，首先建立北東坐標系、靜坐標系??和附體坐標系如圖２．２所示。??，ｘ？?ａ，?；｜?Ｌ〇??／?＾?－■?＇??Ｏｏｆ?＞Ｙ〇?ａ??、，??圖２．２坐標系的建立??Ｆｉｇ．?２．２?Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ?ｏｆ?ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?ｓｙｓｔｅｍ??－１２－??

【參考文獻】：
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碩士論文
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[3]具有波浪補償功能的海上換乘舷梯設計與仿真[D]. 徐佳.哈爾濱工程大學 2018
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本文編號：3445329