非线性船舶随机波上的减摇控制器设计

船舶减摇技术现状及发展趋势

SHIP ENGINEERING 船舶工程 V ol.34 Supplement 2 2012 总第34卷，2012年增刊2船舶减摇技术现状及发展趋势 洪超1,陈莹霞2 （1．中国船舶重工集团公司第704研究所，上海 200031；2．上海船舶设计研究院，上海 201203） 摘 要：传统的船舶减摇装置包括减摇鳍、减摇水舱、舵减摇、减摇陀螺、减摇重块等，本文介绍了这些传统的减摇装置的发展现状及近年来出现的新型减摇装置，包括零航速减摇鳍、舵鳍联合减摇、舱鳍联合减摇、Magnus效应回转轴减摇、减纵摇、船舶姿态控制系统等，并对未来的新型减摇装置进行了预测。 关键词：减摇鳍；减摇水舱；舵减摇；陀螺；减摇发展 中图分类号：U664.7 文献标志码：A 文章编号：1000-6982 (2012) Z2-0236-09 Current Situation and Tendency of Development of Ship Stabilizer Technique HONG Chao1, CHEN Ying-xia2 (1. Shanghai Marine Equipment Research Institute, Shanghai 200031, China; 2. Shanghai Merchant Ship Design and Research Institute, Shanghai 201203, China) Abstract: The traditional ship stabilizer includes fin stabilizer, anti-rolling tank, rudder roll stabilizer，moved mass stabilizer etc..this paper introduces the development status of these traditional stabilizers and some new stabilizers developed in recent years, such as fin stabilizer at zero speed, rudder-fin stabilizer, tank-fin stabilizer, Magnus Effect rotor stabilizer, pitch stabilizer and ship motion control system. And the prospective ship stabilizers are forecasted at the last part of this paper. Key words: fin stabilizer; anti-rolling tank; rudder roll stabilizer; gyro roll stabilizer; development 1 概述 人类从19世纪初的帆船年代的舭龙骨开始，就已经开始了船舶减摇的努力和斗争，前后共提出了350余种不同类型的减摇装置，其中用于了实践的达20几种[1]。直到二十世纪九十年代，保留下来的船舶减摇装置主要有舭龙骨、减摇水舱、减摇鳍、减摇陀螺、舵减摇、减摇重块等少数几种。 1.1 舭龙骨 是一种装于船中两舷舭部外侧，与舭部外板垂直的长条形板材结构。在船横摇时扰动船体周围的流场,使船产生附加阻尼，通过增加横摇阻尼来达到减摇的目的。它在任何情况下都有效,减摇效果，效果大约为20%~25%。舭龙骨结构简单、造价低、效能高、没有运动部件、便于维护，被广泛的应用到各类船舶。目前几乎所有海船都毫无例外地装有舭龙骨，它已成为海船船体的一部分。所以，在一般情况下所谓减摇装置系指舭龙骨以外的减摇措施和设备。 1.2 减摇水舱 自从1911年佛拉姆成功推出被动U型水舱以来，这种减摇装置已经有100多年的发展历史，目前已经有各种减摇水舱应用到几千艘各类船舶[2]。减摇水舱最大的优点是其减摇效果跟航速没有直接关系，可以在任何航速下减摇。对被动水舱而言，还具有功率小，成本低等优点。减摇水舱也有多种，其中应用最多的是可控式U型被动减摇水舱。美国Flume Stabilization Systems公司已为超过1500条船提供了被动减摇水舱，Intering公司提供了大约600套，Rolls-Royces公司270多套，日本的STABILO公司大约为200套，日本JFE公司约130套（不包括军船）。上海船舶设备研究所研制出国内减摇水舱前年刚刚投入市场，就已经承接了数条船的订单。减摇水舱存在减摇效率相对较低、占用空间大、低频扰动下易增摇等缺点，一定程度上限制了其发展。 1.3 减摇鳍 减摇鳍出现的历史相对较晚，世界上第一套减摇鳍装置于1923年由日本三菱重工的元良信太郎博士 作者简介：洪超（1977-），男，高级工程师，主要从事船舶减摇技术研究。

等波纹最佳逼近法设计滤波器

程序 %等波纹最佳逼近法设计滤波器 xt=signal_add_noise; Fs=1000; fp=110;fs=130;Rp=0.2;Rs=48; fb=[fp,fs];m=[1,0]; % 确定remezord函数所需参数f,m,dev dev=[(10^(Rp/20)-1)/(10^(Rp/20)+1),10^(-Rs/20)]; [n,fo,mo,W]=remezord(fb,m,dev,Fs); % 确定remez函数所需参数 hn=remez(n,fo,mo,W); % 调用remez函数进行设计低通fir滤波器的h(n) [H,f]=freqz(hn,1,1024,Fs); %求滤波器的频率响应 subplot(411);stem(hn);title('(a) h(n)波形') axis([0,N-1,min(hn),max(hn)]);xlabel('n');ylabel('h(n)'); subplot(412);plot(f,20*log10(abs(H)/max(abs(H))));grid title('(b)幅度响应');xlabel('f(hz)');ylabel('分贝数'); %利用设计的滤波器对信号去噪，画出去噪后的波形和频谱 M=1000;Fs=1000;T=1/Fs;Tp=M*T; t=0:T:(M-1)*T;k=0:M-1;f=k/Tp; yt=filter(hn,1,xt);Y=fft(yt,M); subplot(413);plot(t,yt);grid;title('(C) 去噪后时域波形') axis([0,Tp,min(yt),max(yt)]);xlabel('t（s）');ylabel('yt'); subplot(414);plot(f,(abs(Y)/max(abs(Y))));grid; title('(D)去噪后频幅');axis([0,Fs/2,0,1.2]);xlabel('f(hz)');ylabel('幅度'); %窗函数设计滤波器 xt=signal_add_noise; Fs=1000; fp=110;fs=130;Rp=0.2;Rs=48; wp=2*pi*fp/Fs; ws=2*pi*fs/Fs; Bt=ws-wp; %过渡带宽 wc=(wp+ws)/2/pi;%理想低通滤波器截止频率(关于pi归一化） N=ceil(6.6*pi/Bt);%blackman窗的长度N hn=fir1(N-1,wc,hamming(N));%调用firl函数计算低通fir滤波器的h(n) %hn=fir1(N-1,wc,blackman(N));%调用firl函数计算低通fir滤波器的h(n) [H,f]=freqz(hn,1,1024,Fs); %求滤波器的频率响应 %figure(1) subplot(411);stem(hn);title('(a) h(n)波形') axis([0,N-1,min(hn),max(hn)]);xlabel('n');ylabel('h(n)');

船舶的摇摆控制

船舶的摇摆控制 大型集装箱船首部与尾部的形状差别很大，所以当船舶在波浪区域航行，沿船长方向出现波峰和波谷时，很容易导致船舶扶正力臂的变化，故要特别关注船舶的摇摆参数-周期和幅度，一艘船的扶正力矩是扶正力臂与总重量的乘积。船舶在顺水或逆水前进时，其横摇和纵倾是呈周期性的变化，其扶正力臂也呈周期性的变化。正是因为这种现象，导致船舶的扶正力矩也随之发生变化，从而引发了船舶的摇摆。 而这种以时间为变量参数的摇摆，如果遇上合适的海浪情况，就有可能引发船舶共振现象，这时船舶的摇摆角度加大，导致货物和集装箱的灭失，极端的情况下，可能使船体结构遭受破坏。最近几年来，集装箱船的事故，就反映出这种现象的危险性。 人们都知道一个现象，船舶在低速航行时，如果恰巧在某一时间操舵、遇到阵风或其它因素的影响时而引起船舶附近的波浪发生变化，当其频率较低时（仅为船舶自身摇摆周期的一半），有可能导致船舶摇摆的角度很大。对大型集装箱船，在一定的海况下就有可能产生周期性的摇摆，如在北太平洋和北大西洋一年中分别有9%和12%时间里存在着导致这种现象发生的海况。 实事上，如果在船舶上安装一个减摇系统，适时地给船舶外加一个恰当的阻尼，来抵消船舶扶正力矩的变化，摇摆是可以加以预防的。 德国的Interring公司生产的IPRF装置就是这种想法在实船上的应用。这套 装置采用众所周知的自控式减摇水舱技术，其核心部分是减摇水舱系统。两个水舱分别布置于船舶的左右舷，在船体上设置一个通道，将两个水舱相互连通，形成U 型水舱。 减摇水舱中充入一定量的水，注水量应根据水舱形状、船舶装载情况和航线情况来确定。 其原理是使水舱内的水的运动周期和船舶在波浪上的摇摆周期相近，保证在船舶摇摆时，两个液舱能形成一定的水位差，以便形成一个扶正力矩，以扶正力矩抵消波浪所产生的倾斜力矩，达到减小船舶的摇摆幅度。 一套典型的船舶IPRP系统应由几对液舱、一个气动的空气阀和一套控制单元

一种非线性PID控制器的设计与整定

一种非线性P I D控制器 的设计与整定3 周　琼　褚　健　高　峰 ( 浙江大学工业控制研究所,杭州,310027) 摘要:介绍了根据一类普遍的非线性设计思想所设计的一种非线性模块,并用这种模块构成了非线性P I D控制器,同时对于控制器中的各个待定参数给出了经验性整定公式,并进行了仿真与实验验证。 关键词:P I D　非线性　控制器　设计　整定 目前在工程界中用于实际控制的控制算法仍以P I D居多(据一个调查报告指出,至今在过程控制中用的84%仍是纯P I D调节器[1]。而与此同时,各种新的现代控制算法层出不穷,却大多无法应用于实际过程。这并不能归结为控制工程界的学术结构问题,因为受过现代控制算法熏陶的控制工程师已经源源不断地进入了控制工程界。事实证明,P I D 这种经典的控制方法仍然存在一些优点与思想方法值得我们探讨。 P I D这种经典控制律所提供的思想方法就是设计一些控制模块,依据对象的一些响应特征来组合出控制器。这种思想方法与目前流行的各种控制器设计方法相比较,最突出的特点就在于它不依赖于对象精确的数学模型,可以从根本上摆脱了工业过程建模,尤其是建立精确模型的困难。 当然,P I D这种控制模块就是偏差的比例、积分和微分这3个著名的模块。控制律就是这3个模块的线性组合。而这种纯线性的控制器有其根本的难以克服的基本矛盾。众所周知,作为P I D,若要超调小,则难以保证快速性的指标;而若要动态过程快,则超调量将必然过大。这一点想仅凭线性控制器自身加以克服不太可能。更何况,当初之所以仅设计3个线性模块的线性组合,也是由于当时的硬件、技术条件等加以限制。今天,计算机技术飞速发展,有了技术条件的保障,我们完全可以想到设计一些非线性控制模块,并用这种非线性控制模块以合适的方式组合出合适的控制律。本文正是基于这样的思想,力图找到合适的非线性控制模块以及它们之间恰当的组合方式,以便得到最佳的控制律。 1　非线性P I D 1.1　对象指标 3国家教委博士点基金资助项目 收稿日期1997-02-27 3　R.W.Serth and W.A.H eenan,Gro ss E rro r D etecti on and D ata R econciliati on in Steamm etering System s, A I ChEJ.,V o l132,1986,733～742 4　Jay C.Knepper and John W.Go rm an,Statistical A nal2 ysis of Constrained D ata Sets,A I ChE J.,V o l126,1980. 260～2645　S.N arasi m han and R.S.H.M ah,Generalized L ikeli2 hook R ati o M ethod fo r Gro ss Eerro r Identificati on, A I ChE J,V o l.33,1987.1514～1521 6　R.S.H.M ah and A. C.T am haane,D etecti on of Gro ss E rro rs in P rocess D ata,A I ChE J.V o l.28,1982.828 ～830 控制系统 AU TOM A T I ON I N R EF I N ED AND CH E M I CAL I NDU STR Y

船舶专业术语

a faired set of lines 经过光顺处理的一套型线 a stereo pair of photographs 一对立体投影相片 abaft 朝向船体 abandonment cost 船舶废置成本费用 accommodation 居住（舱室） accommodation ladder 舷梯 adjust valve 调节阀 adjustable-pitch 可调螺距式 admiralty 海军部 advance coefficient 进速系数 aerostatic 空气静力学的 aft peak bulkhead 艉尖舱壁 aft peak tank 艉尖舱 aileron 副鳍 air cushion vehicle 气垫船 air diffuser 空气扩散器 air intake 进气口 aircraft carrier 航空母舰 air-driven water pump 气动水泵 airfoil 气翼，翼剖面，机面，方向舵 alignment chock 组装校准用垫楔 aluminum alloy structure 铝合金结构 American Bureau of Shipping 美国船级社 amidships 舯 amphibious 两栖的 anchor arm 锚臂 anchor chain 锚链 anchor crown 锚冠 anchor fluke 锚爪 anchor mouth 锚唇 anchor recess 锚穴 anchor shackle 锚卸扣 anchor stock 锚杆 angle bar 角钢 angle of attack 攻角 angle plate 角钢 angled deck 斜角甲板 anticipated loads encountered at sea 在波浪中遭遇到的预期载荷anti-pitching fins 减纵摇鳍 antiroll fins 减摇鳍 anti-rolling tank 减摇水舱 appendage 附体 artisan 技工 assembly line 装配流水线

【CN109977521A】一种谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910211631.0 (22)申请日 2019.03.20 (71)申请人 江苏科技大学 地址 212003 江苏省镇江市梦溪路2号 (72)发明人 王淑妍　吕渌渊　杨超凡　唐文献　 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 楼高潮 (51)Int.Cl. G06F 17/50(2006.01) (54)发明名称一种谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法(57)摘要一种谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法，步骤是：(1)根据现有椭圆式波发生器，绘制参数化圆锥弧线；(2)根据圆锥弧线，对称获得波发生器外轮廓；(3)根据波发生器外轮廓，绘制参数化波发生器模型；(4)绘制柔轮模型与刚轮模型，建立包含参数化波发生器模型、柔轮模型与刚轮模型的啮合装配模型；(5)以波发生器模型的参数为自变量，以啮合装配模型为对象，以柔轮最大等效应力为目标，进行优化计算，获得最优波发生器外轮廓参数；(6)对最优波发生器外轮廓进行曲线拟合，获得最优波发生器外轮廓函数式。本方法采用逆推法设计波发生器外轮廓，简化了设计过程，提高了设计效率，获得了最优 波发生器外轮廓的拟合函数。权利要求书1页 说明书13页 附图3页CN 109977521 A 2019.07.05 C N 109977521 A

权　利　要　求　书1/1页CN 109977521 A 1.一种谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法，其特征是，包括如下步骤： (1)根据波发生器外轮廓形状对柔轮变形的影响，在三维软件中，绘制位于笛卡尔坐标系中第二象限内的圆锥弧线；所述圆锥弧线根据现有椭圆式波发生器的长轴尺寸、短轴尺寸以及椭圆形状确定；将所述圆锥弧线与x轴的交点的坐标以及曲线饱满值RHO设置为参数； (2)在三维软件中，将第二象限内的圆锥弧线以y轴为对称线对称；进而将第一、二象限内的圆锥弧线以x轴为对称轴对称；获得以圆锥弧线与x轴的交点的坐标以及曲线饱满值RHO为参数的波发生器外轮廓； (3)在三维软件中，以波发生器外轮廓为基础，通过拉伸命令绘制出以圆锥弧线与x轴的交点的坐标以及曲线饱满值RHO为参数的参数化波发生器模型； (4)根据现有柔轮和刚轮图纸，在三维软件中，绘制柔轮模型和刚轮模型；建立包含参数化波发生器模型、柔轮模型与刚轮模型的啮合装配模型；装配时要求波发生器长轴、柔轮任一齿厚的中心线以及刚轮任一齿槽的中心线位于平面Oxz内；波发生器端面法向方向的中面、柔轮齿宽中面以及刚轮齿宽中面位于平面Oyz内；波发生器短轴、柔轮平行于平面Oxy 的齿厚中心线以及刚轮平行于平面Oxy的齿厚中心线都位于平面Oxy内； (5)在有限元软件中，以啮合装配模型为研究对象进行前处理设置；随后将柔轮模型的最大等效应力设置为优化目标，将波发生器短轴尺寸以及外轮廓曲线饱满值设置为自变量，进行优化计算，获得波发生器外轮廓的最优参数，进而获得最优波发生器外轮廓； (6)将最优波发生器外轮廓打断并提取节点坐标，以多项式函数为目标函数对节点坐标进行曲线拟合，获得最优波发生器外轮廓的函数式；所述多项式函数的形式如下式(Ⅰ)：F(x)＝a n.x n+a n-1.x n-1+...+a2.x2+a1.x+a0 (Ⅰ) 其中x为目标函数在笛卡尔坐标系中的横坐标；a0～a n为所求系数；F(x)为所求最优波发生器外轮廓的函数式。 2.根据权利要求1所述的谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法，其特征在于，步骤1所述第二象限内的圆锥弧线是通过A、B两起点的坐标、A、B两起点的切线以及曲线饱满值RHO确定；所述圆锥弧线的起点A位于x轴上且使用椭圆式波发生器的短轴尺寸定义；所述圆锥弧线的起点B位于y轴上且使用椭圆式波发生器的长轴尺寸定义；所述圆锥弧线的起点A 处切线垂直于x轴；所述圆锥弧线的起点B处切线垂直于y轴；所述圆锥弧线的曲线饱满值RHO选取与椭圆式波发生器的形状相近的值。 3.根据权利要求1所述的谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法，其特征在于，步骤5所述的优化计算的方法，为采取响应面优化方法。 4.根据权利要求3所述的谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法，其特征在于，所述响应面优化方法中，实验设计类型选择“定制+样本”；所述“定制+样本”实验设计类型允许设计者自行确定自变量的样本数量及样本值。 5.根据权利要求1所述的谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法，其特征在于，步骤6所述的多项式函数根据波发生器迫使柔轮产生可控变形的变形量，对式(Ⅰ)有如下约束：F(0)＝R r+ξ 其中R r为柔轮变形前内孔半径；ξ为柔轮变形量。 2

设计波法在张力腿平台设计中的运用

设计波法在张力腿平台设计中的运用
单击此处编辑副标题 黄 佳
2015年8月20日

一、设计基础 二、设计波法原理 三、短期预报 四、长期预报 五、总结

设计基础
平台状态 完整 HULL破舱-无压载补偿 HULL破舱-有压载补偿 Tendon破损-无压载补偿 Tendon破损-有压载补偿 Tendon移除-有压载补偿 B 作业工况 1-Year A B S B S B B S S S 折减后的 极端工况 生存工况 钻井作业工况 极端工况 10-Year B S A 内波作业工况
100-Year 1000-Year 10-year非台风 1-year非台风+内波 A
设计寿命20年 根据APIRP2T规范，Loadcase分为三个等级，A、B、Ｓ
注：A：作业工况；B：极端工况；S：生存工况；

设计基础
1 1000-year 2 100-year 3 10-year 4 1-year Max Wave and Associated Wind & Current Environment Condition Summary
Tropical Cyclone Tropical Cyclone Tropical Cyclone Tropical Cyclone Survival Case Jonswap 2.4 Omni Omni 16.50 17.2 13.7 27.6 17.2 2.40 0.00 -1.12 0.00 Extreme Case Jonswap 2.4 Omni Omni 13.60 16.3 11.6 23.5 14.9 1.86 0.00 -1.09 0.00 Reduce Extreme Jonswap 2.4 Omni Omni 10.30 15.1 9.6 17.8 10.9 1.39 0.00 -1.08 0.00 Normal Operating Jonswap 2.4 Omni Omni 7.50 13.9 8.3 12.9 8.6 1.12 0.00 -1.03 0.00
风 浪 流
Wave Gamma Heading (Wamit) Direction (TN, from) Significant wave ht (Hs) Spectral peak period (Tp) Wave cross period (Tz) Maximum wave ht Maximum crest ht Tide & Surge: Highest Water Level Tide & Surge: Mean Water Level Tide & Surge: Lowest Water Level Subsidence
(deg) (m) (sec) (sec) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
4

直接法设计IIR滤波器

中国民航大学 电子信息工程学院 DSP技术及应用课程设计报告 题目：直接法设计IIR滤波器 专业班级：2011级通信C班 学号： 姓名： 指导教师： 二〇〇年月日

目录 一、设计目的 (1) 二、设计要求 (1) 三、设计原理及方案 (1) 四、软件流程 (3) 五、调试分析 (4) 六、设计总结 (5) 七、参考文献 (6)

一、设计目的 1、复习数字信号处理教材中讲解的滤波器的基本设计方法。 2、通过查找资料学习prony和yule-walk滤波器的知识。 3、熟练掌握matlab的常用函数，学会对信号进行处理。 4、学会使用matlab的GUI控件编辑图形用户界面。 5、学习撰写ppt和报告的技巧，培养团队合作能力。 二、设计要求 1、查阅课题相关资料，学习matlab的基本语句，以及设计滤波器的知识，制定设计计划及设计思路。 2、搭建GUI平台，使界面中可以显示原信号时域、频域波形，加噪后信号的时域、频域波形，滤波器的频率响应波形，以及去噪后声音信号的时域、频域波形，方便进行对比。 3、可以打开任意wav格式声音文件。 4、通过添加播放与音量调节按钮，可对声音信号进行播放、调节音量操作。 5、通过录音按钮，可以现场采集声音信号并保存 6、向声音信号添加不同种类噪声，并且可以改变信噪比或噪声频率等参数。 7、用prony及yule-walk方法设计不同类型的IIR滤波器，滤除噪声信号。 8、通过在窗口中输入数值，可以改变滤波器阶数，以及通带与阻带的宽度。 三、设计原理及方案 1、yule-walk法设计IIR滤波器原理： yulewalk函数使用最小二乘拟合逼近给定的频率特性。不像模拟滤波器原型设计，yulewalk函数设计方法不是基于低通、高通、带通、带阻的设计参数，而是基于离散区域上的特征值。 函数的用法如下： [b,a]=yulewalk(n,f,m) 该函数返回yule-walk滤波器的系数矩阵[b,a]；其中矩阵f和m是已知的

水密性试验船舶舱盖修理研究

基于船舶舱盖修理修复中的水密性试验探讨 摘要：船舶舱盖的水密性是指船舶在水中能承受的水压差的性能。本文在对船舶舱盖进行简要介绍后，针对舱盖修理中的常见问题及修理方法进行了进一步阐述，并就当前常见的一些船舶舱盖进行舱口水密性试验的方法进行了探讨。 关键词：水密性试验船舶舱盖修理研究 船舶舱盖是船舶上的重要组成部分之一。随着科技进步，为满足船舶性能的不断发展的要求，船舶舱盖板的类型越来越多。货舱盖是关闭货舱口的盖板。 目前，船舶大多采用钢质的舱盖板。其按划分不同，可分为多种。但通常都是由多个功能块组成，主要承担保证船舶货物安全，保证水密功能的封闭作用。 一旦船舶水密装置发生问题，比如设计制作缺陷、舱盖锈蚀，外力变形等，导致水密装置不能发挥正常作用，就会产生舱盖板漏水等情况发生，既可能造成舱内货物湿损，还可能发生舱内进水，给船舶行驶来安全隐患。因此，舱盖水密性能的维护和修复，是船舶修理必须要注意的一个重点。 1 船舶舱盖的修复 船舶舱盖的修复是一个系统的工程，必须要进行慎密检查和充分准备，并且在修理后还要进行水密试验。 通常来说，在船舶舱盖修理前, 由有经验的维修技师反复开关舱

盖, 根据开关时舱盖的表现，结合异常情况分析可能的故障原因, 以便对症下药。比如，当维修技师在检查翻滚式舱盖时，发现行走不畅的问题。首先就要分析可能的原因，要针对常见的故障进行排查，逐步排查滚轮轴套磨损、轨道磨损、舱盖变形等故障。在先查明故障原因后，有必要再进行“会诊”，然后才提出修理修复方案和措施。在正式修理前,一定要结合图纸，并根据现场情况进行认真标记。比如，翻滚式舱盖，不但舱盖块数多,而且附属零件也多,如果不做好标记，有可能就会给回装时带来不必要的麻烦，甚至导到回装不上或者错误回装后舱盖打不开、关不上，更谈不上发挥水密功能的作用了。 在修理过程中, 维修人员通常要特别注意以下几个问题的针对性处理。一是舱盖板或骨架结构变形矫正,可以进行机械矫正和火工矫正。二是盖板或骨架结构无法矫正时，必须进行更换，但要严格注意拆装顺序。三是密封胶条老化时,必须将旧胶条清理干净后方可涂抹脱水粘贴新胶条。四是更换轴套时回装要注意轴线位置，确保开关舱盖时滚轮与轨道很好咬合。五是承压直口需要矫正或更换时，一定要注意新直口的高度。六是如果对液压系统有过拆检,回装后要先检查系统的油路, 以免带来其他严重后果。 2 舱盖修理后的报验 舱盖修理后的报验工作,主要是开关舱试验和密性试验。 开关舱试验,涉及的内容很广。在这里，我们主要是讲的船舶舱

减摇控制技术综述

船舶减摇控制技术现状与展望 0 前言 船舶在海上航行时，由于受到海浪、海风及海流等海洋环境的扰动作用，不可避免的要产生六个自由度的摇荡运动，即横摇、纵摇、艏摇、横荡、纵荡和垂荡，其中以横摇最为显著，对船舶影响也最大。因为船舶的横摇运动阻尼很小，所以船舶在风浪中会产生剧烈的横摇。横摇运动过大不但影响船舶的航行，而且还会对船上的装备造成不良影响，给船上的货物和人员带来不安全因素；对于军舰来说，横摇还会影响武备的使用，使舰载机不能正常起飞和降落。为了减小船舶横摇，船舶设计师和控制工程师付出了不少的努力，成功地设计了各种各样的减摇装置来减小船舶的横摇运动【1】。 横摇减摇作为一门学科已经有一百多年的历史。据统计，在这期间先后出现了约三百五十个各种类型的减摇装置，实际上只有少数几种得到大量的推广和应用，目前使用的横摇减摇装置主要是减摇鳍和减摇水舱【2】。尽管自20世纪80年代以来，许多研究表明利用舵减摇具有很好的发展前景【3】，但最常用且成功的主动式减摇装置仍然是减摇鳍。 随着减摇鳍和减摇水舱等单一减摇装置的日益发展成熟，加上大型船舶的 出现以及对船舶航行安全性和舒适性要求的提高，人们开始研究减摇鳍－减摇水舱综合减摇系统。这种装置综合考虑了减摇鳍和减摇水舱这两种减摇装置的功能，使之达到各种装置的协调组合，资源的合理配置，最大限度的平衡船舶。 1 减摇装置简介 1.1减摇鳍 减摇鳍装置是目前世界各国装船最多的一种减摇装置。它是一种主动式减摇装置，减摇效果高，可达80％～90％，因而使用广泛。减摇鳍的最早专利是在1889年由约翰·桑尼克罗夫特获得的。1923年日本的元良信太郎设计了第一套减摇鳍，经装船试验得到了良好的减摇效果。1935年英国的布朗兄弟公司设计 的减摇鳍成功地应用到一艘2200吨的海峡渡轮，从此减摇鳍得到了广泛的应用。目前许多国家的海军的中高速舰船、许多商船和其他船只都装有减摇鳍【1】。我国对减摇鳍的研究从60年代开始，上海船舶设备研究所和哈尔滨工程大学进行了大量的研究设计工作，并在各类船舶上得到成功使用。 减摇鳍的工作原理是：在船舶水下部分两侧，装有一对或多对机翼形鳍。船舶航行时，鳍在横摇参数控制下快速转过一个角度，鳍上产生“升力”，对船舶形成抵抗波浪力矩的减摇力矩，从而减小横摇角【4】。减摇鳍一般可分为固定式和收放式两种。固定式减摇鳍，安装于鳍轴上的鳍只能绕鳍轴旋转，不能收进船体。这种减摇鳍结构简单、重量轻、制造成本较低，几乎适用于各种大型船舶，但该鳍较收放式鳍的升力系数小，减摇能力受到限制，当船舶在静水中航行时增加了阻力，由于鳍一直伸出在舷外，故容易损坏。收放式减摇鳍的鳍不但可以绕鳍轴转动，而且不用时可以收进船体，静水航行时不产生附加阻力，鳍的升力系数较大，减摇效果较好。但是收放式减摇鳍的重量大，机械结构复杂，占用船内空间大。因此该型减摇鳍主要装在客船、车客渡船、滚装船等较“胖”船型的船舶上。

各类船舶简介(图文中英文对照版)

各类船舶简介 1.破冰船（ice-breaker） 为冰区航行的船舶开辟航道的专用船。此类船的艏端为前倾型，船体结构经特别加强，船上设有专门的压载水舱，以供船在破冰时使用。 破冰船在北极、南极或其他冰海中破冰航行，为紧随其后的船队开辟航路。破冰船的船体具有较强的抗冲击和抗挤压的能力，这使得它在冰海中航行时船体不会受到损坏。 现代破冰船还具有科学考察和救援的能力，船上备有直升飞机和起降平台。 2.平台供应船（Platform Supply Vessel简称PSV） 是专为石油平台供给设计的。此类船由其任务不同，而长度从20米到100米不等。最主要的功能是运输人员物资到海上的石油平台。近年来，新一代的PSV都要求装备DP1或DP2的动力定位系统。 3.舢板（Sampan） 亦作“舢板”、“三板”，是用人力和风力推进的小艇。舢板结构架简单、吃水浅、操作方便，可以进行海上救生、舷外作业和装载人员登岸等。一般称备有1-6把桨的舢板为小型舢板，备有8-16把桨的舢板为中型舢板。

4.钻探船（Drilling Vessel） 是漂浮于水面上的作业平台，通常适合在各种水深条件下进行钻探作业。但对船的定位要求很高，多采用多锚定位或动力定位方式。 5.半潜式钻井平台(semi-submersible drilling unit) 平台由水下浮体和水面上的平台，通过若干根立柱连接组成。当平台工作时，水下浮体潜入水中一定深度，海面波浪对浮体的扰动较小，平台能再水面上保持稳定和平稳。半潜式钻井平台的作业水深最大可达500m。 6.自升式钻井平台(jack-up drilling unit) 平台的角处安装桩腿，每根桩腿可各自相对平台上下升降，移航时将所有的桩腿升起，由拖船拖到井位后，将桩腿降下，插入海底固定，然后将平台升起到一定高度，进行钻井作业。自升式钻井平台适合在大陆架浅水区作业。

容错控制系统

容错控制系统培训 2011年8月

3.1 容错控制系统 3.1.1 容错控制概述 容错原是计算机系统设计技术中的一个概念，指当系统在遭受到内部环节的局部故障或失效后，仍然可以继续正常运行的特性。将此概念引入到控制系统中，产生了容错控制的概念。 容错技术是指系统对故障的容忍技术，也就是指处于工作状态的系统中一个或多个关键部分发生故障时，能自动检测与诊断，并能采取相应措施保证系统维持其规定功能或保持其功能在可接受的范围内的技术。如果在执行器、传感器、元部件或分系统发生故障时，闭环控制系统仍然是稳定的，仍具有完成基本功能的能力，并仍然具有较理想的动态特性，就称此闭环控制系统为容错控制系统。 3.1.2 容错控制分类 根据不同的产品和客户需求，容错控制系统分类方式有多种，重点介绍两种： ?按设计分类：被动容错控制、主动容错控制； ?按实现分类：硬件容错、功能容错和软件容错。 3.1.2.1按设计分类的容错控制 1 被动容错控制介绍 被动容错控制是设计适当固定结构的控制器，该控制器除了考虑正常工作状态的参数值以外，还要考虑在故障情况下的参数值。被动容错控制是在故障发生前和发生后使用同样的控制策略，不进行调节。被动容错控制包括：同时镇定，完整性控制，鲁棒性容错控制，即可靠控制等几种类型。 2 主动容错控制介绍 主动容错控制是在故障发生后需要重新调整控制器参数，也可能改变控制器结构。主动容错控制包括：控制器重构，基于自适应控制的主动容错控制，智能容错控制器设计的方法。 3.1.2.2按实现分类的容错控制 1 硬件容错技术 容错控制系统中通常采用的余度技术，主要涉及硬件方面，是指对计算机、传感器和执行机构进行硬件备份，如图3所示。在系统的一个或多个关键部件失效时，通过监控系统检测及监控隔离故障元件，并采用完全相同的备用元件来替代它们以维持系统的性能不变或略有降级(但在允许范

游艇陀螺减摇器

游艇陀螺减摇器 [摘要] 陀螺减摇器是最早在船舶上实际应用的减摇装置之一，它具有体积较小、安装方便、减摇效果较好、能在任意航速下减摇等优势。随着陀螺减摇器厂商的努力推广，特别是国产陀螺减摇器的出现，这种高档货已经逐步装上普通游艇，并将成为某些款型国产游艇的“标配产品”，为“低价高配”这一中国特色游艇业发展思路提供重要助力。 1. 陀螺减摇器是什么 陀螺减摇器是船舶减摇装置中的一种，主要由转子及其驱动装置、转子框架、转子框架进动控制装置、安装基架等部件构成。陀螺减摇器是一种两维陀螺，它利用了陀螺的定轴性原理，它对船艇产生的减摇力矩来源于转子框架进动时产生的反作用力矩。 船舶在波浪的作用下会发生摇摆，这是不可避免的。至于船的摇摆会有哪些副作用，人们首先想到的是晕船。其实，除此之外，大幅度的摇摆还会增加船的倾覆危险和操纵难度，还会降低船结构以及船上设备的使用寿命，如此等等，副作用确实不少。为了减摇，历史上工程师们尝试过几十种办法，而陀螺减摇器是最早在船舶上应用的减摇装置之一。

2. 陀螺减摇器有哪些优缺点 从功能角度讲，陀螺减摇器的减摇效果可以做到非常好，减摇率能达到60%以上，与减摇鳍相差不大。陀螺减摇器可以在任意航速下减摇，而普通减摇鳍不具备此功能。陀螺减摇器可以方便地解决船艇的参数横摇问题，而其它减摇装置很难做到。参数横摇是指由纵摇诱发剧烈横摇，形成多个运动成分的叠加，使乘员很不舒适，对船艇结构和船上设备的危害也更大。 从控制技术角度讲，设计一台能减摇的陀螺减摇器比设计一对普通减摇鳍，特别是比设计一套可控式被动减摇水舱要容易得多，问题只在于减摇率的高低。目前国际上号称能够设计陀螺减摇器的厂家很多，有品牌的就多于5家，而能够设计可控式被动减摇水舱的厂家只不过3、4家。 从安装、使用角度讲，陀螺减摇器的优势十分明显，它体积相对较小，可以安装在船艇上的任意位置，加装也比较方便。 陀螺减摇器的唯一缺点是比较难以大型化，绝大部分情况下应当用于排水量小于100吨的船艇。在国外，数千吨的驱逐舰上以及数万吨的豪华班轮上虽有安装陀螺减摇器的实例，但前提都是客户不在乎价格。

离散分布控制系统的容错设计

图2智能抽油机节能控制器方案框图 感器模块实时检测电机输出功率的变化,由单片机系统来控制IGBT的关断,控制电机输入端电压的大小,以调整电动机输出功率,减少电动机的铁损和铜损。达到节能降耗的目的。 为克服负功率对I GBT模块的影响并进一步节能,系统设置了负功率处理模块,通过该模块,系统以和电网同样的频率和相位将电动机发出的电能馈送到电网中,进一步降低电机损耗。 由于IGBT是比较昂贵的器件,而且对使用条件要求比较高,必须加以保护。根据抽油机的实际特点,系统设置了过流保护、过压保护、缺相保护和温度保护,从而使系统能够更安全地运行。 智能型抽油机节能控制器具有以下的功能: 1可设置电动机的最大工作电流、空载电流和最高工作温度等参数,根据电动机工作电流的大小判断抽油机的工况。当电动机工作电流超过额定电流和最高工作温度超过额定工作温度时停抽油机工作,从而保护电动机。当抽油机电动机工作电流小于空载电流,认为抽油机空载,可停止抽油机工作,等待原油聚集。根据所设定的停机时间,抽油机停止工作一段时间后,控制系统自动启动抽油机,从而实现抽油机停机节能。 o断电后来电时自动延时启动时间,避免油田抽油机同时启动。 ?软启动功能,减少启动对电网的冲击并节约电能。 ?可根据抽油机运行的载荷工况,自动控制电机输入电压,控制抽油机电动机的输出功率,达到节能目的。 ?独特的负功率处理功能,能有效减小电机发电所带来的影响,提高节能效果。 ?具有数据存储和数据通信功能。通过专用数据回放卡可转储数据进行数据处理分析和绘制抽油机电能图,从而方便油田对抽油机的管理。 3结束语 智能型抽油机节能控制器的开发经过了样机开发和油田试验两个阶段,我们逐渐掌握了游梁式抽油机工作规律和抽油机节能控制器的关键技术,为系统投入运行奠定了基础。 参考文献 1周新生,程汉湘,刘建,等.抽油机的负载特性及提高功率因数措施的研究.北华大学学报(自然科学版),2003(6) 2张继震,马广杰,杨靖.游梁抽油机电机电量测试的特殊性.电机技术,2003(2) 3丁建林,姜建胜,刘瓯,等.抽油机变频调速智能控制技术研究. 石油机械,2003 修改稿收到日期:2004-08-20。 第一作者彭国标,男,1972年生,1995年毕业于国防科技大学精密仪器与检测技术专业,获学士学位,工程师;主要从事载人航天发射场地面系统自动控制、建筑智能化和工业自动化控制。 离散分布控制系统的容错设计 Fault Tolerant Design of Discrete D istributed Control System 王根平 (深圳职业技术学院机电系,深圳518055) 摘要在所考虑的离散分布控制系统中,每个可编程控制器作为一个控制结点,结点之间通过网络进行连接保持通信。容错的设计思路是,增加一个在Galois域进行运算的冗余控制器,从而使系统能够自动侦查系统中的结点(可编程控制器)是否正常工作,并能5自动化仪表6第25卷第9期2004年9月

减摇水舱技术的工作原理和应用_周亚兰

NAVIGATION 65 航海NAVIGATION 为了使船舶在各种航速下均有很好的减摇效果，近年来，零航速减摇鳍得到了充分的重视和发展，这种减摇鳍的运动方式和执行机构与传统减摇鳍有很大不同，利用新的运动机理使得翼面在零航速也可产生对抗海浪干扰力矩的升力，国外已有少数船只应用的实例。但这种零航速减摇装置结构复杂，制造 还有许多问题需做进一步的改进和研究。 减摇水舱作为一种全航速下的减摇装置，不仅在各种船舶航速下均有减摇效果，适用于集装箱船、轮渡、滚装船、海洋工程船、科学考察船等。另外，减摇水舱具有结构简单、造价 周亚兰 （上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院 上海 200240） 减摇水舱技术的 工作原理和应用 图1 波浪、船舶和减摇水舱的相位时序图

航海NAVIGATION 66Marine Technology 航海技术 剧。相反，如果船上的人员比船的横摇周期晚一拍左右移动几次，船的横摇将会变缓。可控被动式减摇水舱工作原理就是把上述的船上人员换作液体，巧妙地利用这种液体流动的时间和力矩，来减轻船的摇动。 船的一次横摇周期用360°角度来表示时，船的摇动起始点总是比波浪遭遇点滞后90°的角度，这种现象的反复出现会加剧船的横摇。如果减摇水舱中液体的固有周期和船的横摇周期相同的话，减摇水舱中液体的移动起始点将一直比船的摇动起始点滞后90°的角度。这就意味着减摇水舱中的液体移动起始点总是比引起船舶横摇的波浪起始点滞后180°角度。 因此，减摇水舱中的液体移动力矩和波浪力矩总是相反， 图2 波浪力矩和减摇力矩示意图 互相抵消，所以船舶横摇得以减缓。如图1和图2所示。4 可控被动式减摇水舱的控制方式 可控被动式减摇水舱的最关键技术在于周期的调节，如何将减摇水舱的周期调至与船舶横摇周期一致是减摇水舱设计成败的决定因素，如果这两个周期不一致，减摇水舱的减摇效果很差，甚至还会产生增摇。目前，可控被动式减摇水舱的周期调节方式主要有两种：一种是气道控制式，另一种是水道控制式。 德国的产品一般采用气道控制式，它是通过水舱顶部空气道控制水舱内可压缩性气体的流动，实现间接对舱内液体流动 的控制。这种水舱利用自动控制系统通过气阀的启闭来调节舱 图3图4

面波法与单孔法波速测试

面波法与单孔法波速测试的工程实践 （中水北方勘测设计研究有限责任公司，天津300222） 摘要：波速测试技术是地震勘探方法之一，也是一种简便、快速、准确的原位测试技术。通过波速测试可获得岩(土)体的弹性波速，为工程设计提供所需的动弹性力学参数、划分建筑物场地类别、评价地震效应、进行场地地震反应分析和地震破坏潜势分析等。文中简述了面波法与单孔法等波速测试方法的工作原理、现场施测技术以及数据处理和资料分析过程。以工程实例说明了波速测试技术在岩土工程勘察设计中的应用和效果，并就勘探工作的总体安排及其原位测试方法的选择进行了探讨。 关键词：波速测试技术；瑞雷面波；剪切波；压缩波；岩土工程勘察；地球物理勘探 波速测试技术是地震勘探方法之一，也是地球物理勘探技术的一个重要分支，目前已广泛应用于水利、水电、石油、铁路、冶金、工业与民用建筑等众多岩土工程地质勘察领域，取得了良好的应用效果。 一般来说，波速测试可原位测定压缩波（P波）、剪切波（S波）和瑞雷面波（R波）在岩（土）体中的传播速度，从而避免了室内测试所带来的误差，它能有效地解决许多地质问题，诸如确定场地土类型、建筑场地类别；提供断层破碎带、地层厚度、固结特性和软硬程度、评价岩土质量等；并可计算工程动力学参数，如动剪切模量、动弹性模量等。本文介绍了波速测试技术的工作原理和野外测试方法，并结合工程实例，说明其应用效果。不妥之处，敬请批评指正。 1工程概况 北大港水库位于天津市东南部大港区境内，东临渤海湾，地貌上属于海积平原的滨海洼地，隶属华北平原一部分。该库地处海河流域的大清河、南运河、子牙河水系，独流减河下游右岸。水库自1954年开始建设，1974年对围堤进行培厚加高加固处理，1976年初步建成，并陆续修建蓄、引、输、排水配套工程，至1980年建成。水库蓄水面积150km2，占地面积164km2，设计堤顶高程9.5m（大沽高程，下同），设计最高蓄水位7.0m，相应总库容5.0亿m3（兴利库容4.41亿m3）。是一座以蓄供水为主，兼有防洪、灌溉、养殖等综合效益的大（2）型平原水库，工程等级为Ⅱ类，围堤及主要穿堤建筑物级别为2级，其余次要建筑物级别为3级。水库枢纽工程主要由围堤、穿堤建筑物（水闸、供水口门等）以及蓄水建筑物（扬水站、尾闸等）组成。其中水库围堤为均质土堤，总长54.511km，堤顶设计高程为9.5m，堤顶宽度10m，迎水坡1∶3，背水坡上部1∶3，马道以下1∶4。主堤前紧接防浪林台，其边坡1∶8，林台台顶宽度28～35m 不等，台顶高程7.5m。在库内距围堤堤轴线200～1 000m处，筑有防浪堤一道，总长36.048km。 勘探深度20.0m范围内堤基地层为第四系全新统第一陆相沉积物（alQ34）和第一海相沉积物（mQ24）。其中第一陆相层岩性主要为壤土、粘土、局部夹砂壤土透镜体，第一海相层岩性主要为粘土、壤土、砂壤土及少量淤泥质壤土。该区地层结构多呈层状发育，局部呈透镜体状分布。地下水位埋深一般为2.1～3.5m，水质多为半咸水～咸水。根据1/400万《中国地震动参数区划图》GB18306—2001，工程区地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.40s，按照地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表，本区地震基本烈度为Ⅶ度。 2 测试方法与技术 2.1面波法［1］［2］［3］ 面波勘探是国内外近几年发展起来的一种新的浅层地震勘探方法。面波分为瑞利波（R波）和拉夫波（L波），而R波在振动波组中能量最强、振幅最大、频率最低，容易识别也易于测量，所以面波勘探一般是指瑞利面波勘探。 人们根据激振震源的不同，又把面波勘探分为①稳态法、②瞬态法、③无源法。它们的测试原理是相同的，只是产生面波的震源不同罢了。目前常使用瞬态面波法进行勘探。 2.1.1 工作原理 面波是一种特殊的地震波，它与地震勘探中常用的P波和S波不同，它是地滚波。弹性波理论分析表明，在层状介质中，拉夫波是由SH波（水平方向S波）与P波干涉而形成，而瑞利波是由SV波（垂直方向S波）与P波干涉而形成，且R波的能量主要集中在介质自由表面附近，其能量的衰减与r-1/2成正比，因此比体波（P、S波∝r-1）的衰减要慢得多。在传播过程中，介质的质点运动轨迹呈现一椭圆极化，长轴垂直于地面，旋转方向为逆时针方向，传播时以波前面约为一个高度为λR（R波长）的圆柱体向外扩散。 在各向均匀半无限空间弹性介质表面上，当一个圆形基础上下运动时，由它产生的弹性波入射能量的分配率已由Miller（1955年）计算出来，即P波占7%、S波占26%、R波占67%，也就是说，R波的能量占全部激振能量的2/3，因此利用R波作为勘探方法，其信噪比会大大提高。