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海陆两栖车辆减摇系统增稳控制研究
1
作者 樊伟 文行健 +2 位作者 朱桦 张一博 唐寿星 《北京理工大学学报》 北大核心 2026年第3期250-257,共8页
海陆两栖车辆兼具地面行驶与海上航行的双模态特性,在复杂任务环境中展现出广泛的应用潜力.在海洋航行模式中受波浪激励所引发的横摇运动,显著影响其平台稳定性与操作性能.针对一种面向两栖车辆的模块化新型主动减摇系统,围绕其力学特... 海陆两栖车辆兼具地面行驶与海上航行的双模态特性,在复杂任务环境中展现出广泛的应用潜力.在海洋航行模式中受波浪激励所引发的横摇运动,显著影响其平台稳定性与操作性能.针对一种面向两栖车辆的模块化新型主动减摇系统,围绕其力学特性与集成结构进行系统建模,并设计了一种自适应增稳控制算法,以动态补偿海浪扰动对车辆横摇姿态的影响.构建了完整的六自由度非线性运动模型,结合典型海况条件开展了多组对比仿真实验.实验结果表明,所提减摇系统具备良好的减摇性能与快速响应能力. 展开更多
关键词 海陆两栖车辆建模 模块化减摇系统 横摇控制 虚拟仿真
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船舶陀螺减摇装置的应用
2
作者 毕春 《船舶标准化工程师》 2026年第2期62-66,共5页
为了优化船舶减摇技术,深入探究船舶陀螺减摇装置的应用价值,为其合理应用提供理论与实践参考。基于陀螺力学特性,通过理论推导和工程案例分析,剖析装置核心部件协同机制,利用实船测试评估减摇效率,并针对应用难题提出改进策略。研究表... 为了优化船舶减摇技术,深入探究船舶陀螺减摇装置的应用价值,为其合理应用提供理论与实践参考。基于陀螺力学特性,通过理论推导和工程案例分析,剖析装置核心部件协同机制,利用实船测试评估减摇效率,并针对应用难题提出改进策略。研究表明:该装置在游艇、引航船和海洋测量船等场景中可显著降低船舶横摇角度,减摇效果良好。但存在制造成本高昂、维护复杂以及适用船型排水量受限等问题。随着新型材料应用、智能控制算法优化以及与其他减摇装置联合使用,船舶陀螺减摇装置有望突破现有瓶颈,在大型船舶及海洋平台中实现更广泛应用,推动船舶航行稳定性技术发展。 展开更多
关键词 船舶 陀螺减摇装置 结构组成 减摇效果
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基于线性扰动观测器的船舶高航速减摇鳍滑模控制
3
作者 李志刚 《珠江水运》 2026年第2期99-102,共4页
针对通过调整角度控制船舶横摇姿态的减摇鳍在海浪扰动下的稳定控制、高航速减摇的难以控制、实际运行的减摇鳍角度受限问题,本文提出一种基于线性扰动观测器的高航速减摇鳍滑模控制方法,设计线性扰动观测器,用于估计船舶所受海浪扰动;... 针对通过调整角度控制船舶横摇姿态的减摇鳍在海浪扰动下的稳定控制、高航速减摇的难以控制、实际运行的减摇鳍角度受限问题,本文提出一种基于线性扰动观测器的高航速减摇鳍滑模控制方法,设计线性扰动观测器,用于估计船舶所受海浪扰动;设计船舶减摇滑模变结构控制器,提高减摇鳍系统的鲁棒性和控制精度;设计输出限制,使得减摇鳍工作在设计区间。最终通过理论论证了本文所提控制方法的有效性,并在对船舶的高速航行仿真中与传统控制方法进行对比,证明了本控制策略在船舶航行中的适用性。 展开更多
关键词 减摇鳍 线性扰动观测器 滑模变结构控制 高航速减摇
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神经元自适应性减摇鳍零航速控制系统分析 被引量：1
4
作者 李成海 辛小辰 +1 位作者 刘树锋 胡甚平 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第2期96-100,共5页
基于减摇鳍零航速系统使PID控制法不能取得理想减摇效果的难题,分析了改进单神经元自适应控制器机能,在神经元架构不增大复杂性前提下,从根本上提升了非线性处置力,为了减少对减摇鳍零航速伺服驱动系统的需求,依据控制中最优二次型目标... 基于减摇鳍零航速系统使PID控制法不能取得理想减摇效果的难题,分析了改进单神经元自适应控制器机能,在神经元架构不增大复杂性前提下,从根本上提升了非线性处置力,为了减少对减摇鳍零航速伺服驱动系统的需求,依据控制中最优二次型目标理论,在线进行神经元的参数自适应调控,进行了对于驱动功率间接的限制。验证了Lyapunov系统在此控制方法条件下具有的稳定能力,且处于不同海况情形下和PID控制法模拟比对,体现了此方法对于解决减摇鳍零航速非线性控制问题具有强大优势和能力。 展开更多
关键词 减摇鳍零航速 神经元自适应力 二次型目标 控制限制
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减摇鳍装置液压系统零航速工况分析 被引量：2
5
作者 杨奕 何磊 +1 位作者 李江涛 罗德红 《船舶工程》 北大核心 2025年第S1期493-497,共5页
[目的]针对某船全航速减摇鳍装置在零航速工况时的负载特点,设计符合预期要求的减摇鳍装置液压系统,并优化其功率。[方法]通过减摇鳍装置液压系统的设计计算,基于AMEsim软件对液压系统进行仿真分析,并通过增加蓄能器组件优化液压系统功... [目的]针对某船全航速减摇鳍装置在零航速工况时的负载特点,设计符合预期要求的减摇鳍装置液压系统,并优化其功率。[方法]通过减摇鳍装置液压系统的设计计算,基于AMEsim软件对液压系统进行仿真分析,并通过增加蓄能器组件优化液压系统功率。[结果]仿真分析和试验验证表明,优化后的液压系统能够有效适应零航速工况的负载需求,功率匹配合理。[结论]设计的减摇鳍装置液压系统经试验验证后,满足全航速工况下的性能需求。 展开更多
关键词 全航速减摇鳍 液压机组 AMESIM 蓄能器
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基于遗传算法的船舶减摇陀螺控制系统参数优化 被引量：1
6
作者 郄彤彤 郑建勇 +2 位作者 张磊 雷之楮 何旭涛 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第3期223-231,共9页
[目的]为了提高船载减摇陀螺的工作性能,提出一种基于遗传算法的减摇陀螺被动控制参数优化方法。[方法]首先,基于船舶耐波性和陀螺动力学理论,对船载减摇陀螺的被动控制系统进行精细化建模,并引入进动阻尼电机的电磁转矩模型;然后,针对... [目的]为了提高船载减摇陀螺的工作性能,提出一种基于遗传算法的减摇陀螺被动控制参数优化方法。[方法]首先,基于船舶耐波性和陀螺动力学理论,对船载减摇陀螺的被动控制系统进行精细化建模,并引入进动阻尼电机的电磁转矩模型;然后,针对船载减摇系统减摇效率与进动阻尼系统抖振之间的平衡问题,提出基于遗传算法的船载减摇陀螺控制系统的参数优化方法,并采用Matlab/Simulink平台对四级典型海况下的减摇系统性能进行仿真验证。[结果]仿真结果表明,优化后的船载减摇陀螺控制系统具有更优异的性能,其减摇效率最高可达97.44%,且进动阻尼系统无明显抖振。[结论]研究成果可为船载减摇陀螺控制系统的设计与优化提供参考。 展开更多
关键词 减摇陀螺 动力学建模 参数优化 遗传算法
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自适应神经网络下舰船航速自动控制研究
7
作者 王珂 于隆 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第14期155-158,共4页
针对船桨子系统变系数、非线性特性导致的航速控制难题,本文提出一种基于自适应神经网络的舰船航速自动控制方法,旨在提升航速控制精度。首先,分析螺旋桨推力、阻力与航速的关系;其次,采用自适应循环神经网络,设计一阶严格反馈控制系统... 针对船桨子系统变系数、非线性特性导致的航速控制难题,本文提出一种基于自适应神经网络的舰船航速自动控制方法,旨在提升航速控制精度。首先,分析螺旋桨推力、阻力与航速的关系;其次,采用自适应循环神经网络,设计一阶严格反馈控制系统,依据航速跟踪误差确定控制率,并根据航行环境和船舶状态动态调整控制参数,实现航速精确控制。实验结果表明,该方法能够精准控制舰船航速,使航行轨迹最大化接近期望轨迹,航迹角偏移接近于0,验证了其在航速控制中的高精度和稳定性。 展开更多
关键词 自适应神经网络 舰船航速 自动控制 控制率
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礁灰岩地质下重力锚基础的承载特性
8
作者 张坤鹏 闵烨 +3 位作者 黄佳 蔡英鹏 马宇轩 罗国滔 《船舶工程》 北大核心 2025年第S1期850-858,共9页
[目的]为探究重力锚在礁灰岩地质条件下的承载特性,[方法]采用ABAQUS有限元分析软件基于礁灰岩的力学特性,对传统重力锚和带裙板重力锚的承载特性进行数值模拟分析。[结果]结果表明,带裙板重力锚在所有摩擦因数工况下均表现出优于传统... [目的]为探究重力锚在礁灰岩地质条件下的承载特性,[方法]采用ABAQUS有限元分析软件基于礁灰岩的力学特性,对传统重力锚和带裙板重力锚的承载特性进行数值模拟分析。[结果]结果表明,带裙板重力锚在所有摩擦因数工况下均表现出优于传统重力锚的承载性能,尤其是在摩擦因数较低时,裙板设计显著提高了承载力。但随着摩擦因数的增大,带裙板的设计优化效果逐渐减弱。所以在高锚岩摩擦因数下,是否增加裙板对重力锚的承载能力影响不大。[结论]研究结果为礁灰岩地质条件下重力锚基础的设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 礁灰岩地质 重力锚 有限元分析 承载特性
原文传递
大型船舶综合减摇系统的研究 被引量：24
9
作者 金鸿章 赵为平 +1 位作者 綦志刚 许叙遥 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期29-35,共7页
本文在分析船舶的综合减摇问题以及船舶主要减横摇装置的优缺点的基础上 ,针对船舶的减横摇问题 ,兼顾船舶的静倾问题 ,提出了可应用于全工况下的船舶综合减摇系统。综合减摇系统是由减摇鳍、减摇水舱和抗静倾平衡水舱组成的。这种综合... 本文在分析船舶的综合减摇问题以及船舶主要减横摇装置的优缺点的基础上 ,针对船舶的减横摇问题 ,兼顾船舶的静倾问题 ,提出了可应用于全工况下的船舶综合减摇系统。综合减摇系统是由减摇鳍、减摇水舱和抗静倾平衡水舱组成的。这种综合减摇系统既综合了鳍与水舱的优点 ,又克服了减摇鳍和减摇水舱各自的缺陷。以高速滚装船为例 ,建立了“船舶 -减摇鳍 -被动式 U型水舱”系统的运动方程并进行了计算机仿真。通过对仿真结果的讨论和分析得到如下结论 :这种综合减摇系统具有良好的减摇能力 ;在各种航态下 (包括零航速 )都能达到减摇要求 ;综合减摇系统的减摇性能远远好于单独使用减摇鳍和减摇水舱的性能。船舶综合减摇系统的提出为大型船舶的综合平衡开辟了新途径 ,这种设计方法对大型水面舰船、尤其对有舰载机的船舶及两栖作战舰船的综合减摇具有重要意义。 展开更多
关键词 减摇系统 大型船舶 减摇水舱 计算机仿真 减摇鳍 运动方程 仿真结果 综合平衡 水面舰船 设计方法 两栖作战 优缺点 全工况 滚装船 被动式 舰载机 横摇 性能 航速 航态
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基于Weis-Fogh机构的零航速减摇鳍升力特性研究 被引量：11
10
作者 金鸿章 罗延明 +1 位作者 綦志刚 杨洲城 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期762-767,共6页
为了克服传统减摇鳍只能在有航速情况下进行减摇的缺点,该文提出了一种基于Weis-Fogh机构的零航速减摇鳍.通过对Weis-Fogh机构原理与流体特性的深入研究,从理论上推导出平板翼的升力表达式,确定了升力与旋转角速度及角加速度之间的函数... 为了克服传统减摇鳍只能在有航速情况下进行减摇的缺点,该文提出了一种基于Weis-Fogh机构的零航速减摇鳍.通过对Weis-Fogh机构原理与流体特性的深入研究,从理论上推导出平板翼的升力表达式,确定了升力与旋转角速度及角加速度之间的函数关系.在Matlab/Simulink环境下,建立了平板翼的升力模型,完成了平板翼在各种运动规律下的升力仿真实验.仿真结果证明,这种新型的减摇鳍能够在零航速下瞬间产生巨大升力,通过控制翼的旋转角速度及角加速度能够控制升力的大小及建立的时间,验证了采用Weis-Fogh机构设计零航速减摇鳍的可行性. 展开更多
关键词 减摇鳍 零航速 Weis-Fogh 平板翼
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基于Weis-Fogh机构的零航速减摇鳍升力模型的研究 被引量：15
11
作者 金鸿章 綦志刚 +1 位作者 罗延明 巩晋 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第17期4079-4081,共3页
随着减摇技术的发展,出现了一种可以使用减摇鳍在零航速下进行减摇的新方法,这种方法使减摇鳍既可以在零航速下进行减摇也可以在中高航速下满足减摇的需要。文章结合国外的相关文献,对零航速下减摇鳍的工作方式和产生的升力进行了相关... 随着减摇技术的发展,出现了一种可以使用减摇鳍在零航速下进行减摇的新方法,这种方法使减摇鳍既可以在零航速下进行减摇也可以在中高航速下满足减摇的需要。文章结合国外的相关文献,对零航速下减摇鳍的工作方式和产生的升力进行了相关的研究。并根据Weis-Fogh机构流体动力学知识对升力进行了分析,建立了零航速下减摇鳍的升力模型,根据模型进行了升力仿真研究。 展开更多
关键词 船舶 船舶减摇 Weis-Fogh机构 零航速减摇 减摇鳍
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舵减摇仿真研究 被引量：12
12
作者 朱文蔚 缪国平 +1 位作者 王文富 费乃振 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 1997年第1期33-42,共10页
本文通过建立船舶操纵运动和周期性摇荡运动的耦合数学模型，进行了舵减摇仿真研究。计算表明，只要适当选择舵角控制函数中的反馈系数，可以在合理的转舵速率和允许的航向变化幅度下取得满意的减摇效果。
关键词 舵 减摇仿真 数学模型 仿真 船舶 减摇装置
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大型船舶综合平衡方法研究 被引量：9
13
作者 金鸿章 赵为平 +1 位作者 綦志刚 许叙遥 《船舶力学》 EI 2004年第4期42-47,共6页
本文对大型船舶的减横摇问题进行了讨论,并着重对各种减摇方法优缺点进行了分析。在此基础上针对大型船舶的减横摇并兼顾船舶的横倾问题,提出采用减摇鳍、减摇水舱和抗静倾的平衡水舱组合船舶综合平衡系统。经过分析和讨论,这种综合系... 本文对大型船舶的减横摇问题进行了讨论,并着重对各种减摇方法优缺点进行了分析。在此基础上针对大型船舶的减横摇并兼顾船舶的横倾问题,提出采用减摇鳍、减摇水舱和抗静倾的平衡水舱组合船舶综合平衡系统。经过分析和讨论,这种综合系统具有明显的优越性。 展开更多
关键词 大型船舶 综合平衡方法 减摇鳍 水舱 减摇方法
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船用起重机牵引索式减摇装置恒张力控制仿真和试验研究 被引量：10
14
作者 陈海泉 靳国良 +3 位作者 吉阳 牛安琪 王生海 孙玉清 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期211-223,共13页
针对船用起重机在海上作业时吊重产生大幅度的摇摆而无法精准定位的问题,建立了一种配备牵引索式减摇装置的船用起重机吊重系统动力学模型,提出基于线速度追踪的牵引系统恒张力控制方法,应用Matlab/Simulink对中小型和大型船用起重机的... 针对船用起重机在海上作业时吊重产生大幅度的摇摆而无法精准定位的问题,建立了一种配备牵引索式减摇装置的船用起重机吊重系统动力学模型,提出基于线速度追踪的牵引系统恒张力控制方法,应用Matlab/Simulink对中小型和大型船用起重机的动力学特性进行仿真分析,发现吊重系统在受到外界激励时的不对称摆动现象,得到吊重系统的摆动特性以及减摇装置牵引系统的张力输出特性。通过研究初步证明了减摇装置的有效性,相比于无减摇装置情况加装牵引索式减摇装置后吊重摇摆幅值减小70%以上,并通过相同条件下的仿真和试验对比分析证明了模型的准确性。论文研究结果对牵引索式减摇装置的实船应用具有一定指导意义。 展开更多
关键词 船用起重机 减摇装置 恒张力 动力学仿真
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基于相位匹配的零航速减摇鳍控制策略研究 被引量：5
15
作者 梁利华 赵朋 +1 位作者 张松涛 苑佳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1539-1545,共7页
零航速减摇鳍常规减摇和零航速减摇两种模式下生力机理不同而导致控制策略不尽相同。本文从两种模式下生力机理出发,分析海浪干扰、船舶横摇、鳍的动作及鳍上产生的减摇力之间的相位关系,分别得出两种模式下反馈控制策略。通过与常规减... 零航速减摇鳍常规减摇和零航速减摇两种模式下生力机理不同而导致控制策略不尽相同。本文从两种模式下生力机理出发,分析海浪干扰、船舶横摇、鳍的动作及鳍上产生的减摇力之间的相位关系,分别得出两种模式下反馈控制策略。通过与常规减摇鳍控制方法对比,不仅验证了所得常规减摇模式下的控制策略的正确性,而且也验证了相位匹配分析方法的适用性;而零航速减摇模式下的控制策略则通过仿真和水池试验进行验证。结果表明:基于相位匹配得到的零航速减摇鳍的控制策略是有效且实用的,可为实际工程应用提供参考。 展开更多
关键词 相位匹配 零航速 减横摇 减摇鳍 控制策略 水动力特性 数值仿真 水池实验
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全航速减摇鳍鳍型优化设计 被引量：11
16
作者 宋吉广 金鸿章 孟令卫 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期1-10,共10页
在零、低航速和中、高航速工作模式下升力产生的机理相异,因此减摇鳍在两种模式下应用时对鳍型的要求不同,一些主要设计参数相互矛盾,造成全航速应用的减摇鳍鳍型设计和面积选择较为困难。通过分析鳍轴位置、展弦比、翼梢形状对零、低,... 在零、低航速和中、高航速工作模式下升力产生的机理相异,因此减摇鳍在两种模式下应用时对鳍型的要求不同,一些主要设计参数相互矛盾,造成全航速应用的减摇鳍鳍型设计和面积选择较为困难。通过分析鳍轴位置、展弦比、翼梢形状对零、低,中、高航速工作模式下鳍上综合水动力的影响,提出合理的鳍型参数和面积需求。为解决零、低航速下升力较小对鳍面积需求过大的矛盾,对鳍的变形技术进行研究,并对主要的变形技术进行了试验验证。给出了适合全航速应用的鳍型参数。 展开更多
关键词 减摇鳍 全航速 鳍型优化
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零航速减摇鳍电动伺服系统驱动功率研究 被引量：4
17
作者 金鸿章 罗延明 +1 位作者 张晓飞 肖真 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期67-74,共8页
在分析零航速减摇鳍升力特性的基础上,推导出了减摇鳍动态流体力矩和平均横摇角速度的计算方法,提出了通过转鳍动态流体力矩和平均横摇角速度计算伺服系统驱动功率的方法。同时根据计算所得的伺服系统驱动功率进行了电动伺服系统的仿真... 在分析零航速减摇鳍升力特性的基础上,推导出了减摇鳍动态流体力矩和平均横摇角速度的计算方法,提出了通过转鳍动态流体力矩和平均横摇角速度计算伺服系统驱动功率的方法。同时根据计算所得的伺服系统驱动功率进行了电动伺服系统的仿真实验。实验结果表明,采用动态流体力矩代替静态流体力矩计算所得的伺服系统驱动功率更加精确、合理,提高了系统的工作效率。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 零航速减摇鳍 动态流体力矩 伺服系统 驱动功率
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一种用μ分析设计的舵减摇鲁棒控制器 被引量：6
18
作者 杨承恩 贾欣乐 毕英君 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 1999年第4期28-34,共7页
船舶模型不确定性严重影响着舵减摇的效果。本文用μ分析方法设计了一种Ｈ∞控制器来解决结构化模型不确定性的问题。用船舶线性模型和非线性模型模拟海上航行条件的计算仿真表明μ分析控制器具有良好的鲁棒特性。
关键词 横摇 舵减摇 鲁棒控制 从分析 船舶
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零航速减摇鳍两步主从控制律设计 被引量：5
19
作者 金鸿章 王帆 +1 位作者 马玲 高妍南 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期1059-1064,共6页
零航速减摇鳍水动力特性与升力式减摇鳍存在本质差异,前者与鳍角、角速度、角加速度构成多约束动态非线性映射,不满足后者的近似线性关系,导致对抗式PID控制无法适用.针对零航速减摇鳍系统特有的动态输入非线性及整体结构,借助非线性分... 零航速减摇鳍水动力特性与升力式减摇鳍存在本质差异,前者与鳍角、角速度、角加速度构成多约束动态非线性映射,不满足后者的近似线性关系,导致对抗式PID控制无法适用.针对零航速减摇鳍系统特有的动态输入非线性及整体结构,借助非线性分离策略,提出并设计基于变约束模型预测控制与数值迭代反演的两步主从控制律.仿真结果表明,控制器性能良好,但受物理性硬约束影响,零航速减摇效率随海情增加而呈非线性递减趋势. 展开更多
关键词 零航速减摇鳍 输入非线性 两步主从控制 约束模型预测控制
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一种用于减摇的多变量自动舵控制器 被引量：9
20
作者 杨承恩 贾欣乐 毕英君 《船舶工程》 CSCD 北大核心 1998年第5期38-41,4,共4页
舵减摇的效果对船舶水动力参数是敏感的，为此设计了一种H∞控制器来解决这个问题。模拟海上航行条件的仿真结果表明该控制器具有良好的鲁棒特性，设计是成功的。
关键词 减摇 舵减摇 船舶数学模型 H∞控制
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