一种新型锚泊机器人研究

近年来,为了提高船舶的安全性和稳定性,锚泊机器人成为了海洋领域的研究热点。鉴于大西洋蛏的诸多优良性能,将以其为仿生对象来构建集掘进、锚定和自主脱附功能于一体的锚泊机器人本体。首先,阐述了锚泊机器人的国内外相关研究现状;其次,对仿大西洋蛏的锚泊机器人的机械设计进行原理性说明;最后,将重点介绍锚泊机器人的控制系统。实验结果表明,该控制系统能够使锚泊机器人完成掘进、锚定及自主脱附,并形成较大的锚定比。     

系泊缆绳的拉伸性能研究

针对7×7型二次螺旋缆绳的拉伸性能开展三维有限元分析和理论分析,并对缆绳整体刚度和钢丝应力的分析结果进行对比研究。通过研究发现缆绳整体拉伸刚度的有限元分析结果为理论分析结果的1/3～1/2,缆芯绳股钢丝绳的拉力和应力与理论分析结果接近,二次螺旋钢丝和股芯钢丝的拉力和应力均小于理论分析结果。这表明还需要进一步开展二次螺旋钢丝及其股芯钢丝在拉伸状态下变形后的几何构型的理论研究。     

水下驻留航行器锚泊过程动态运动仿真

基于集中质量法的基本原理以及水下航行器六自由度运动仿真数学模型,建立了锚泊型水下驻留航行器与缆绳耦合运动的三维数学模型.模型中以缆绳微元的姿态角为基准,提出了一种较为合理的缆绳三维曲率离散化方法,给出了缆绳离散节点处的曲率及弯矩,并将离散化弯矩的影响计入到耦合运动模型中.采用龙格-库塔积分求解运动模型,以预报分析驻留航行器在锚泊过程中各种动态运动响应.     

基于聚类分析及灰色关联度的船舶系缆力影响因素分析

为研究风、浪、流、涌以及船舶装载状态等因素对码头系泊船舶缆绳受力影响的相对大小及线性关联程度,基于水动力计算软件AQWA计算获得400组不同影响因素组合下的缆绳受力数据,运用机器学习中常用的无监督学习算法k-means++算法以及灰色关联分析方法,分析缆绳受力与影响因素的内在联系.根据分析结果,获得了各因素对不同位置缆绳受力影响的相对大小及线性关联程度.该方法可用于优化系泊缆绳的布置方案.     

锚链滑失事故的安全预控

为减少锚链滑失事故发生,以某船汛期时在吴淞口锚地进行抛起锚作业的紧迫局面为例,分析其事故发生原因,探讨在长江锚地内对锚链滑失事故的预控,为船长恰当选择有利锚地、锚位,有效减少水流、锚地底质等因素对锚泊船的影响以及熟练掌握锚机操纵性能等方面提供参考.     

基于操纵模拟器的锚泊操纵评估模型

分析船舶锚泊操纵的评估指标,确定评估指标的隶属度函数,并依据评估指标的重要程度确定权重,进而构建船舶锚泊操纵评估数学模型.利用面向对象的Visual C#程序语言实现船舶锚泊操纵评估系统的开发和验证.     

汉字是凝固中华文化的缆绳

汉字记载着中华民族灿烂的文化瑰宝,驱动人们对中华文化历史悠久性的认同。汉字是世界上最优美的文字,是中华文化永远的缆绳。我们要进一步规范汉字使用,保护和传承中华文化本源,让中国汉字走向世界,为全人类认同和应用。     

动力定位辅助锚泊定位船有限时间观测器设计

针对船舶动力定位辅助锚泊定位(DPM)系统中速度不可测和外部扰动不确定的问题,基于传统的状态观测器的设计了一种有限时间状态观测器(FTSO),所提观测器可以同时对船舶速度和外部扰动进行估计.在船舶的建模过程中考虑了系统中的未建模动态项,并根据建立的数学模型给出了所提观测器的数学表达式.利用矩阵不等式、齐次理论和Lyapunov稳定性理论等证明了该有限时间观测器是半全局有限时间稳定的.对所提观测器进行了仿真验证,并与传统的状态观测器进行了对比实验,仿真结果表明所提观测器具有更快的收敛速度和更好的抗干扰性.     

太空天梯

随着航天技术的飞速发展,如今人类发射宇宙飞船、人造卫星和空间站在太空中遨游和进行科学实验,但都是依靠火箭才能把它们送上太空轨道,这常常要耗费大量的燃料,而且每次运送的物资和人员有限,远远满足不了开发太空资源的需要。人类越来越感到在地球与空间站或人造卫星之间,应建立一条空中通道。于是近几十年来,科学家为建立“太空天梯”,提出了许许多多的奇思妙想和可行性方案。     

海洋资料浮标锚泊系统的系泊力计算

为了准确预报海洋资料浮标的受力及运动情况,建立了浮标锚泊系统的运动方程,提出了在海洋环境中作用在浮标及锚系上的各种外载荷的计算方法,得到了浮标的运动方程以及锚系的受力表达式。在计算锚泊系统的外载荷时,考虑了作用在锚系上的海流载荷以及由波浪载荷引起的波频运动对锚系的影响。通过算例在时域内对浮标锚泊系统的运动和张力进行了数值模拟计算,结果表明,该方法满足海洋工程中对浮标系统运动和受力分析的精度要求。