某型船舶动力装置建模及仿真

针对某型船舶动力系统设备多、功能复杂的特点,采用模块化建模法建立主要动力设备数学模型.基于系统仿真模型,实现船舶动力系统各种工况下的实时仿真.结果表明,模型仿真计算数据与船舶实际运行数据吻合良好,模型真实反映了动力装置的工作状况,满足仿真要求.     

用船舶在波浪中运动仿真来确定破损船舶的倾覆安全性

本文对在不规则波浪航道中的破损船舶的运动仿真及对给定时间内的倾覆概率的计算提出一种数值方法。     

船舶运动建模与仿真研究进展及未来发展趋势

梳理和分析了国内外学者对船舶运动建模与仿真所做的工作,概括了在风、浪、流、冰、船间效应、岸壁效应等作用下的船舶操纵性预报,介绍了船舶运动仿真的主流方法及在模拟中的应用,总结归纳了船舶运动建模与仿真研究进展中的关键技术,并指出智能化建模和仿真将会成为未来发展趋势.     

并联混合动力汽车动力分配装置的建模与仿真

建立了并联式混合动力电动汽车(Parallel Hybrid Electric Vehicles,PHEV)在混合驱动工作模式下动力分配装置的数学模型,并在Matlab/Simulink仿真平台上对此模型进行了仿真,得出了其转速特性、功率分配特性和扭矩输出特性曲线。仿真结果表明,该装置达到了低油耗、低排放和节能的目标,可为进一步研究PHEV动力匹配的优化及其整车控制提供参考。     

混合动力电动汽车的建模与仿真研究

为预测和分析混合动力电动汽车的性能,在系统仿真软件Matlab环境中建立了某混合动力电动汽车的仿真模型以及相应的控制器模型,并对模型进行了纯电动和混合动力行驶工况下仿真分析.结果表明,实际的仿真车速、扭矩与驱动循环规定车速、扭矩相一致,因此所开发的仿真模型能够跟踪循环工况,从而验证了仿真模型的正确性,也为混合动力电动汽车的开发奠定了基础.     

动力定位船舶的非线性观测器设计

针对动力定位船舶设计了一个非线性观测器,该观测器的全局收敛性通过李亚普诺夫稳定性定理得到了证明。观测器的最大优点是可以省略采用Kalman滤波器时线性化船舶运动方程的过程。该非线性观测器可以从附有测量噪声的输出中估计到船舶低频位置和运动速度以及环境扰动作用力,同时也能从输出信号中滤除一级波浪引起的船舶高频运动。该非线性观测器的性能通过对一动力定位船舶模型的仿真得到了验证。     

柴油机船舶动力装置中典型设备的建模仿真

采用一种新的称为时间序列状态空间建模的方法,对柴油机船舶动力学装置中的一些典型设备的数学模型进行了仿真应用,仿真结果表明可用这种新方法直接建立实际设备的最简状态空间模型,为具体的机舱设备建立相应的数学模,便于分析,预测,控制参数整定。     

Kalman滤波技术在船舶动力定位技术中的应用

提出了Ｋａｌｍａｎ滤波技术在船舶动力定位中的应用方法,并以３００ｍ救生母船为实例分析了如何根据船舶的运动方程船舶运动的数学模型,并设计了Ｋａｌｍａｎ滤波器,通过计算机仿真试验说明该滤波器能够较好地估计出船舶的真实船位和艏向。     

船舶空调舱室夏季制冷工况的建模与仿真

为解决船员培训中船用空调模拟器操作问题,建立了船用空调仿真模型,利用Simlink模块得出的仿真曲线为船用空调模拟器设计提供了可靠的依据,实现了对船用空调系统运行工况的实时仿真、动态仿真.正确可靠的数学模型和精确的仿真曲线为船舶空调模拟器的设计提供了有力的保证,为船用空调的设计提供了可靠的科学依据.     

基于Simulink的船舶舵机系统的建模与动态仿真

根据实船舵机相关参数,建立了"拨叉式"液压舵机的数学模型.通过采用Matlab语言的Simulink软件包对船舶舵机的液压系统进行动态仿真,建立了船舶舵机系统的动态模型,采用模块化建模方法,根据反馈控制系统原理划分各子模块,通过与SOLAS公约中转舵速度的要求相比较验证了所建舵机数学模型的正确性与有效性.此模型已用于轮机模拟器的动态系统仿真中.     

基于状态估计器的船舶动力定位模型预测控制

针对船舶动力定位系统实现精确控制所需的状态变量不完全可测问题,研究设计基于状态估计器的船舶动力定位模型预测控制器,以提高系统控制精度.基于MATLAB对有无约束及有无状态估计器的模型预测控制进行仿真对比分析.结果表明,基于状态估计器的模型预测控制可提高动力定位的控制效果,验证了该控制算法的有效性.     

一种船舶推力分配策略的研究与实现

实现船舶快速动力定位,快速高效的推力分配是一个不可忽视的技术难题.一种船舶推力分配策略的研究与实现主要针对可调节的带方向角约束的多推进器推进角度计算问题和各推进器推力幅值分配问题,即带约束的多参数快速最优解的求解问题.以先分配推进器推进角为原则,再采用伪逆算法分配推进器推力,实现推进器能耗最小.实验结果表明,该分配策略可以有效避免相邻近的推进器之间推力衰减,解决其他算法中的多奇异值问题和多次迭代计算问题,并克服其收敛时间长的缺点,实现推力分配计算的快速性、稳定性、高效性.该算法简单可靠,易于在船舶上实现,因此更适用于船舶的高速定位.     

船舶纵向运动控制模型的建立及仿真

针对船舶在海上运动的情况,提出了一种水动力模型的建立方法.依据切片理论建立了不同浪向下船舶纵向运动的水动力模型.基于船模水池实验,在分析442 t水面舰艇典型海况下水动力系数的基础上,通过仿真研究,推导出一种实时在线的船舶纵向运动控制模型;给出了计算实例并进行了误差均值和误差方差的可信度检验,置信度95%.该模型可实时在线地计算出船舶在任何航向、航速及海情下与频率无关的船舶纵向运动水动力系数,从而得到实时在线船舶纵向运动控制模型.所建立的水动力模型拟合均方差的相对值在0.4%～13.9%,平均拟合均方差的相对值为6.6%.通过MATLAB仿真计算证明:该模型完全能控、完全能观和渐进稳定.     

基于MATLAB的海浪及船舶横摇仿真模型研究

在分析随机海浪的波倾角和能量谱以及船舶运动受力的基础上,建立了随机海浪的仿真模型,利用MATLAB软件对海浪波倾角及船舶的横摇运动进行了仿真,为船舶横摇控制及隔离船摇稳定平台的建立奠定了基础。     

深水半潜平台动力定位时域模拟研究

以低频时域水平运动方程为基础,考虑各种低频载荷作用以及动力定位模型,建立起一种半潜平台功率消耗的时域模拟系统,研究了一艘半潜平台动力定位系统功率消耗变化的规律,在满足定位精度要求的前提下计算得到了平台动力定位系统能够承受的极限水深,并对平台动力系统的定位精度随功率消耗的变化进行了探讨,以期为工程实际提供指导.     

高速水翼双体船波浪中运动建模与仿真

为了开发高速船航海模拟器的需要，对高速水翼双体船垂荡和纵摇运动的数学模型进行研究．该数学模型反映了波浪对高速水翼双体船运动的影响．为验证建模的正确性，并使该模型应用于模拟器，以一艘水翼双体船HC200B-A1为例，利用Matlab的Simulink工具箱，在6组实验波浪参数的条件下，进行了在迎浪海况下垂荡和纵摇的仿真研究．仿真结果与船模水池试验数据对比表明，笔者提出的高速水翼双体船在波浪中运动的数学模型是令人满意和可靠的．     

船舶运动状态下超声波风速风向动态测量建模与分析

根据超声波风速风向传感器工作原理,建立船舶运动状态下超声波风速风向动态测量的理论模型,并搭建船舶动态风速风向测量的模拟平台。在不同风速和风向条件下进行大量实验。数据分析表明,实验结果与理论模型一致。该结果可为船舶运动状态下风速风向动态测量误差补偿提供理论基础。     

Modeling and simulation of dynamic carbonate deposition in a loess-paleosol sequence

A compartment model of dynamic deposition processes has been developed and tested in the Potou loess section of China. There are four components in the model : carbonate input of eolian dust, carbonate output of erosion, carbonate chemical equilibrium and soil water balance. A climate stochastic model software (CLIMAK) generates the daily weather data. The processes of eolian dust deposition, erosion, and pedogenesis simulate the complex process of carbonate deposition in a loess-paleosol sequence. We consider both climatic change and soil-forming factors. The results indicate that since the Late Pleistocene in Potou section, the mean carbonate fluxes from precipitation, eolian dust and erosion are 0.14g/cm~2/kg, 1.45g/cm~2/ka and 0.23g/cm~2/ka respectively. Of this, 91.2% of the carbonate input is from eolian dust.     

库区滑坡涌浪水域船舶系泊系统动力特性试验研究

为提高海事部门在滑坡涌浪灾害下的应急应变能力,减少伤亡和损失,研究库区滑坡涌浪作用下船舶系泊系统的动力特性分析,具有极高的社会经济效益。本文以三峡库区岩体滑坡为研究对象,结合试验条件,模型比尺为1:70,考虑弯曲河道涌浪的传播形态,以系泊位置、锚链布置等为变量,开展库区滑坡涌浪的物理模型试验,分析船舶系泊系统的动力特性。研究表明,滑坡涌浪对船艏锚链的作用大于对船艉锚链的作用,采用多点系泊方式可以降低锚链设计时的强度要求,船舶在远离滑坡点时所受到的影响越小,同时,锚链拉力的大小变化趋势和滑坡涌浪衰减的变化趋势一致,研究成果可以为三峡库区船舶通航安全提供新的理论依据。