零航速減搖鰭實(shí)驗(yàn)裝置研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本課題的主要內(nèi)容為零航速減搖鰭實(shí)驗(yàn)裝置的研究與零航速減搖鰭水動力曲線的測量。在零航速條件下對船舶進(jìn)行減搖是一個迫切需要解決的問題，解決該問題的關(guān)鍵是確定零航速減搖鰭的水動力曲線，在獲知零航速減搖鰭的水動力曲線之后，才能對零航速減搖鰭進(jìn)行有效的控制，最后完成船舶的橫搖減搖。通常運(yùn)用數(shù)學(xué)建模的方法獲取水動力，但是通過這種方法所得到的結(jié)果往往不準(zhǔn)確，因此本課題針對這一問題，設(shè)計了零航速減搖鰭實(shí)驗(yàn)裝置，通過實(shí)驗(yàn)的方法對零航速減搖鰭的水動力大小進(jìn)

2、行測量，并在此工作的基礎(chǔ)上對零航速減搖鰭的控制策略進(jìn)行了一定研究。
　　 首先，對零航速減搖鰭實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行設(shè)計。測量水動力大小最準(zhǔn)確的方法是進(jìn)行水池實(shí)驗(yàn)，但是這種方法成本過高，并受限于實(shí)驗(yàn)室條件，因此本課題設(shè)計了該裝置。該實(shí)驗(yàn)裝置利用小型水槽模擬水動力的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，以直驅(qū)式轉(zhuǎn)臺作為驅(qū)動裝置，驅(qū)動減搖鰭的模型在水中進(jìn)行擺動，五分量天平作為傳感器測量水動力大小，最后將數(shù)據(jù)保存到計算機(jī)中。
　　 其次，對本實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行搭建并調(diào)試

3、，確認(rèn)其精度。調(diào)試完成之后，開始進(jìn)行水動力實(shí)驗(yàn)，測量出三種翼型的零航速減搖鰭在不同擺動周期下、正弦擺動形式下的零航速減搖鰭水動力大小。通過理論建模的方法，建立出零航速減搖鰭的水動力模型，計算出其水動力的大小，最后將水動力實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計算的結(jié)果進(jìn)行對比，然后得出結(jié)論。文中采用了對稱式茹科夫斯基翼型、帶有附加翼的茹科夫斯基翼型與帶拱度的茹科夫斯基翼型進(jìn)行水動力實(shí)驗(yàn)，后兩種翼型作為對稱式茹科夫斯基翼型的變形，將后兩種翼型的升力曲線與對稱式翼

4、型的升力曲線進(jìn)行對比，評價變形的效果。
　　 最后，對零航速減搖鰭的控制策略進(jìn)行初步研究。零航速減搖鰭的水動力大小與其擺動位置、擺動速度和擺動加速度有關(guān)系，在實(shí)際的控制當(dāng)中如何平衡三者之間的關(guān)系是一個需要解決的問題，因此需要優(yōu)化控制參數(shù)以期達(dá)到良好的控制效果及減搖效果，本文利用模糊控制的方式對參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對零航速減搖鰭的模型進(jìn)行了簡單修正，運(yùn)用了三種零航速減搖鰭的模型進(jìn)行了仿真分析，對其減搖效果做了分析對比。<