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全垫升气垫船4自由度操纵性

上海交通大学学报 2007年第2期41卷 216-220页

作者：卢军黄国樑上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200030

建立了全垫升气垫船的4自由度操纵运动数学模型,用风洞试验来测量空气动力、螺旋桨力和舵力,用水平面平面运动机构进行约束模型试验来测量水动力,试验中变化了速度、漂角、摇首角速度和横倾角.对操纵性进行模拟计算的结果表明:全垫升气... 详细信息

建立了全垫升气垫船的4自由度操纵运动数学模型,用风洞试验来测量空气动力、螺旋桨力和舵力,用水平面平面运动机构进行约束模型试验来测量水动力,试验中变化了速度、漂角、摇首角速度和横倾角.对操纵性进行模拟计算的结果表明:全垫升气垫船的回转轨迹是一条逐渐向内收缩的螺旋线;操固定舵角回转是比较危险的,在舵角较大时就容易产生甩尾;风对回转的影响很大,在顺风速度很大时气垫船不能转向.

关键词：全垫升气垫船 4自由度操纵性模型试验

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全垫升气垫船的航向稳定性

上海交通大学学报 2008年第6期42卷 914-918页

作者：卢军黄国樑上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200030

建立了全垫升气垫船的4自由度操纵运动数学模型.采用水平面平面运动机构进行约束模型试验来测量气垫船的水动力,试验中改变了速度、漂角、摇首角速度和横倾角;用风洞试验来测量气垫船的空气动力,试验中改变了漂角和螺旋桨的推力.对直航... 详细信息

建立了全垫升气垫船的4自由度操纵运动数学模型.采用水平面平面运动机构进行约束模型试验来测量气垫船的水动力,试验中改变了速度、漂角、摇首角速度和横倾角;用风洞试验来测量气垫船的空气动力,试验中改变了漂角和螺旋桨的推力.对直航和斜航的航向稳定性进行了计算.计算结果表明,全垫升气垫船的航速越高,航向稳定性越好,在越峰前不具有航向稳定性;逆风对于航向稳定性是有利的,顺风则不利.

关键词：全垫升气垫船 4自由度模型试验航向稳定性

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基于CFX的全垫升气垫船船身空气动力模拟

华中科技大学学报（自然科学版） 2013年第6期41卷 90-93,127页

作者：付明玉张丽娜王建琴扎伊采夫哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001 乌克兰马卡洛夫上将国立造船大学乌克兰尼古拉耶夫54025

基于Solidworks三维实体建模软件建立了全垫升气垫船三维模型,利用ANSYS CFX计算流体力学软件对全垫升气垫船模型的流场进行数值模拟,计算得到了不同攻角和漂角下相应的空气动力系数;讨论了攻角及漂角的变化对空气动力系数的影响.数值... 详细信息

基于Solidworks三维实体建模软件建立了全垫升气垫船三维模型,利用ANSYS CFX计算流体力学软件对全垫升气垫船模型的流场进行数值模拟,计算得到了不同攻角和漂角下相应的空气动力系数;讨论了攻角及漂角的变化对空气动力系数的影响.数值结果表明:随着漂角的增大,横向力也增加,漂角达到90°时横向力最大;随着漂角的增大,纵向阻力降低,漂角为90°时达到0°;漂角继续增加时,纵向阻力为正值,横向力、垂向力增大显著,进而严重影响了全垫升气垫船航行的稳定性.将模拟计算结果与试验数据进行对比,发现计算值与实验值符合较好,验证了CFX软件在全垫升气垫船空气动力学模拟中的适用性和可靠性.

关键词：全垫升气垫船空气动力学数值模拟漂角 CFX软件

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全垫升气垫船操纵运动研究

船舶工程 1996年第2期18卷 20-23页

作者：黄国梁刘天威周伟麟赵健上海交通大学中国船舶及海洋工程研究院

本文用大振幅平面运动机构（LAHPMM）对全垫升气垫船模型进行了约束试验，测得了作用在船上的水动力，在此基础上用计算机解气垫船操纵运动微分方程，预报气垫船的回转性能，并与实船试验的结果进行了比较，两者吻合较好，

关键词：气垫船操纵性水动力试验全垫升气垫船

基于SVM-ADRC的全垫升气垫船航向控制

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华中科技大学学报（自然科学版） 2012年第5期40卷 59-63页

作者：施小成刘振业付明玉王晶哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001

为改善全垫升气垫船的操纵性,提出了一种基于支持向量机的参数自整定自抗扰控制算法.采用扩张状态观测器观测系统内外扰动并加以补偿,利用非线性误差反馈控制律提高控制性能.利用支持向量机辨识系统非线性关系,建立其瞬时线性化模型.结... 详细信息

为改善全垫升气垫船的操纵性,提出了一种基于支持向量机的参数自整定自抗扰控制算法.采用扩张状态观测器观测系统内外扰动并加以补偿,利用非线性误差反馈控制律提高控制性能.利用支持向量机辨识系统非线性关系,建立其瞬时线性化模型.结合最优控制的二次型性能指标思想,实现自抗扰控制参数的自整定.仿真结果表明:在恶劣环境扰动下,所设计控制器能够实现全垫升气垫船航向的精确控制,调节时间短、超调量小、自适应性强.

关键词：全垫升气垫船航向控制自抗扰控制支持向量机参数自整定

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全垫升气垫船航向稳定性研究

海军工程大学学报 2009年第1期21卷 73-78,106页

作者：王成龙边信黔付明玉施小成哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨150001

通过对扰动运动方程的分析得到了船舶航向稳定性衡准数的计算公式,并计算了某型全垫升气垫船的航向稳定性衡准数;建立了基于船模试验数据的某型气垫船的运动仿真模型,通过舵角干扰和螺旋操纵仿真试验研究了其航向稳定性。研究结果表明,... 详细信息

通过对扰动运动方程的分析得到了船舶航向稳定性衡准数的计算公式,并计算了某型全垫升气垫船的航向稳定性衡准数;建立了基于船模试验数据的某型气垫船的运动仿真模型,通过舵角干扰和螺旋操纵仿真试验研究了其航向稳定性。研究结果表明,全垫升气垫船在低航速时不具有航向稳定性,在高航速时具有直线运动稳定性,并且航向稳定性随着航速的增高而增强。

关键词：全垫升气垫船船舶操纵性航向稳定性

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全垫升气垫船控制研究综述

舰船科学技术 2012年第9期34卷 11-15页

作者：于亦凡刘军周祥龙海军潜艇学院山东青岛266044

介绍了气垫船的性能、特点及国内外的发展概况;对比分析了2种类型气垫船(全垫升式气垫船、侧壁式气垫船)的主要性能及其主要应用范围;介绍了全垫升气垫船、侧壁式气垫船综合控制研究现状;简要介绍了全垫升气垫船水平运动控制、升沉运动... 详细信息

介绍了气垫船的性能、特点及国内外的发展概况;对比分析了2种类型气垫船(全垫升式气垫船、侧壁式气垫船)的主要性能及其主要应用范围;介绍了全垫升气垫船、侧壁式气垫船综合控制研究现状;简要介绍了全垫升气垫船水平运动控制、升沉运动控制方法;展望了全垫升气垫船的应用前景及所带来的社会效益;分析了市场对气垫船的需求及其推广的可行性。

关键词：全垫升气垫船空气外部动力学流体外部动力学

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全垫升气垫船单底结构可行性分析

船舶 1996年第1期7卷 27-29页

作者：余江

本文在设计实践的基础上，对全垫升气垫船采用单底结构型式的特点和可行性进行了分析和总结，从而解答了经常会提出的＂单底结构与重量的关系＂等问题；正确地评价了单底结构型式的应用价值和适用范围．

关键词：全垫升气垫船单底结构可行性分析气垫船

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全垫升气垫船垫升压力控制方法研究

全垫升气垫船垫升压力控制方法研究

作者：王建琴哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

全垫升气垫船是一种高性能船舶，船体全部由气垫支撑与水（地）面完全脱离，采用空气推进器作为动力，具有独特的水陆两栖性。在全垫升气垫船的航行过程中，垫升压力的稳定性对全垫升气垫船的操纵性和安全航行具有重要意义，所以对全垫... 详细信息

全垫升气垫船是一种高性能船舶，船体全部由气垫支撑与水（地）面完全脱离，采用空气推进器作为动力，具有独特的水陆两栖性。在全垫升气垫船的航行过程中，垫升压力的稳定性对全垫升气垫船的操纵性和安全航行具有重要意义，所以对全垫升气垫船的垫升压力控制方法进行研究具有重要意义。传统PID控制算法由于其简单实用性，可以很好地应用在垫升压力的控制中，但是传统PID控制方法缺乏自适应性，受系统参数改变和环境海浪扰动的影响，很难达到较好的控制效果。本文通过研究粒子群优化算法，提出基于改进粒子群优化算法的自适应PID控制方法，对全垫升气垫船垫升压力进行控制。为了解决垫升系统中存在的输入到输出的延迟问题，本文引入灰色预测模型，预测将来时刻的垫升压力，达到对垫升压力进行超前校正的目的。国内外对气垫船垫升压力控制的研究几乎没有，本文首次采用基于灰色理论的改进PSO-PID控制方法实现对气垫船垫升压力的控制。本文以某型全垫升气垫船作为研究对象，建立六自由度运动数学模型和垫升系统的流量压力数学模型，设计基于GM(1,1)的改进PSO-PID控制器，对垫升压力进行控制，具体的研究内容如下：首先，建立全垫升气垫船六自由度操纵运动数学模型。对全垫升气垫船的各个模块进行建模，在固定坐标系下列出全垫升气垫船六自由度运动方程，将其转换到运动坐标系中，完成了气垫船六自由度运动仿真模型的建立，并通过直航特性和回转特性等仿真实验验证了模型的正确性。其次，建立了垫升系统的数学模型，分析系统各个组成部分的流量压力平衡关系，建立流量平衡方程，并且通过横倾和纵倾模型限制仿真实验，验证垫升系统数学模型的正确性。然后，基于垫升系统的流量压力数学模型，设计基于GM(1,1)模型的改进PSO-PID控制器。根据垫升压力的历史数据，预测垫升压力未来时刻的输出值，与理想压力作差作为改进PSO-PID控制器的输入。并且根据差值，采用粒子群优化算法，对PID的三个参数进行自整定。最后，为了验证本文所提出的控制方法的有效性，建立一个和气垫船垫升压力控制时的真实环境尽可能保持一致仿真验证环境，进行不同海浪下的仿真实验，测量垫升压力的输出值，与无控制时的垫升压力值进行比较，从而验证所设计的垫升压力控制系统的实用性和可靠性。

关键词：全垫升气垫船垫升压力控制灰色预测粒子群 PID控制