摘要：为了研究大功率潜水电机的温度分布规律,以580 kW潜水电机为例进行分析。依据工作条件建立温度场计算模型,实现流固耦合自动传热并可模拟内外冷却介质的流动;以定转子铁耗定值、油摩损耗和铜耗变量作为热源施加方式,基于冷却系统参数影响关系得到温度场与流场间双向耦合关系,由此提出一种冷却系统分析方法;采用该方法研究冷却系统结构参数影响规律,并对比不同叶轮工作特性下冷却系统计算结果以得到最优叶轮参数。室内空载试验和海边负载试验结果表明:铁耗和温度的试验值与仿真值间相对误差在5%以内,所设计冷却系统在不同负载下可稳定运行。

摘要：分析船厂作业环境和船厂作业人员安全管理需求,设计一套船厂作业人员动态定位系统。该系统由基于全球定位系统(GPS)-实时动态测量(Real-Time Kinematic,RTK)定位技术的室外定位子系统和基于超宽带(Ultra Wide Band,UWB)定位技术的室内定位子系统组成,其总体架构采用分层设计。应用结果表明,该系统可实现船厂作业人员的准确定位,有效提升船厂作业人员安全管理水平。

摘要：针对磁悬浮永磁同步电机转子系统在悬浮控制过程中,由于磁力参数不准确从而影响控制器的优化设计甚至破坏系统稳定性的问题,提出一种基于高斯调制函数法的磁力参数辨识方法,并设计滑模控制律对转子的稳态悬浮进行控制。首先,让磁悬浮转子系统在PID控制下闭环稳定,再以多正弦信号激励系统,利用高斯函数作为调制函数,对磁悬浮转子系统连续动力学模型进行数字调制积分,从而建立离散等价参数辨识模型;然后,选择与磁悬浮转子系统频带覆盖范围相匹配的尺度参数构建高斯调制函数,对磁悬浮永磁同步电机实验台的磁力参数进行辨识;最后,依据辨识所得的模型参数设计滑模控制器,实现永磁同步电机转子的稳态悬浮。所提方法避免了对微分信号的直接处理,同时又回避了积分初值问题,能够便捷、有效地辨识磁力参数;所设计的滑模控制器使得磁悬浮转子系统拥有更好的稳态和动态性能。实验结果表明:根据所提方法设计的滑模控制器能够使转子在0.2 s内到达目标位置并保持稳定,其调节时间仅为PID控制的40%。

摘要：连续破冰是自破冰型极地船舶中最常用的破冰模式,连续破冰阻力精确计算是极地船舶航行性能预报和船型优化设计的基础。论文提出一种基于预设冰网格技术的连续破冰阻力数值模拟方法,预先对船体水线附近的线型进行分层离散及对冰场进行方形网格离散,通过几何计算和受力分析数值模拟连续破冰进程及产生的破冰阻力分量。进一步考虑连续破冰阻力与运动耦合效应,在时域内建立船体6自由度运动微分方程,数值求解获得连续破冰阻力时间历程结果。利用该数值模拟方法计算获得了一艘PC3级极地油船连续破冰阻力时间历程结果,并将冰阻力有义值与对应的模型试验结果进行了对比。研究表明,数值模拟获得的连续破冰阻力时历结果能够反映连续破冰进程,数值模拟获得的冰阻力有义值与模型试验结果的误差在12%以内。论文的数值模拟方法能够高效、精确地模拟连续破冰进程及冰阻力,具有一定的工程应用价值。

摘要：海上浮式结构物不断向大型化发展,极端环境中大型海上浮式结构物的雨载荷已成为设计人员关注的焦点问题之一。本文基于离散粒子模型,开展风驱雨场运动预报,量化雨场空间特征参数分布规律;推导结构雨载荷的计算公式,完成海洋平台不同风速和降雨强度组合工况下雨载荷的预报。研究表明:采用DNV风剖面和Davenport风谱作用下的海洋平台雨载荷服从Gamma分布;相较于平均风载荷,当降雨强度R=800 mm/h时,雨载荷三一值占比为5.07%,最大值占比为8.87%;当降雨强度R=20 mm/h,雨载荷三一值占比为0.36%,最大值占比为0.6%。本文研究成果可为海上结构物及其系泊系统设计提供指导。

摘要：船用柴油/天然气双燃料发动机在实际运行过程中,纯柴油模式与双燃料模式之间的切换极易造成发动机转速波动大、运行不稳定等情况,危害发动机的正常运行,此外,一些紧急情况(如天然气燃料不足、负荷突卸等)下,发动机需要快速平稳地完成不同模式的切换。针对这一需求,在控制系统硬件不变的前提下,根据双燃料发动机运行需求和机理,设计了基于规则的双燃料发动机模式切换控制策略,其中,柴油转双燃料模式采用倒逼控制方法,双燃料转柴油模式分为主动切换与被动切换以应对不同控制需求。所设计的切换控制策略根据实验标定数据和软件算法,实现了不同燃料模式的相互切换。最后,搭建了基于YC6K双燃料发动机实验平台,验证了不同运行工况下的模式切换控制性能。结果表明:所设计的切换控制策略满足各工况下的切换控制需求,提高了整机运行性能。

摘要：从水陆两栖机器人本体构形、推进动力学建模、多环境运动控制等方面对水陆两栖机器人近期的研究现状进行综述。首先,按照两栖机器人结构类型将两栖机器人分为腿式推进、轮腿/鳍复合式推进、蛇形推进、球形两栖机器人等;然后,介绍两栖机器人在水、陆环境中推进的动力学建模方法,以及目前常用于水陆两栖机器人的多环境运动控制策略。最后归纳得到两栖机器人的关键技术及未来发展方向,包括新型推进机构设计、系统建模、推进机理研究和多模态自主控制技术等。

摘要：针对内河船舶工况启停变化频繁导致瞬态动力性较差、动态响应较慢等问题,提出并联气电混合动力系统改进方案,利用模糊逻辑推理方法来提升动力响应性能。以某内河拖船为研究对象进行混合动力系统参数匹配设计,通过对系统关键参数设计切换规则,建立基于逻辑门限的能量管理控制策略;为进一步优化逻辑门限方法主观设定边界阈值不可调节问题,提出基于“模糊逻辑推理+动态协调”能量最优分配策略。通过最优设计相关试验验证管理策略,结果表明:采用基于模糊逻辑推理的能量管理策略能使天然气发动机的平均负荷提升37.86%,平均效率提高2.74%,动态响应时间缩短44.45%。

摘要：为在方案设计阶段提高民用飞机总体方案的设计质量和形成效率,研究了民用飞机驾驶舱构型的设计措施,并在一个开放式的飞机总体设计环境中实现了这一功能.定义了飞机机身坐标系,研究了确定驾驶员设计眼位、驾驶舱布置和风挡参数化设计与模型构建的方法.建立了交互式民机驾驶舱构型二、三维快速设计环境.在此基础上,实现了驾驶舱模型的自动化调整,为总体设计阶段进行多学科设计优化奠定了基础.通过设计实例证明了该方法的有效性.

摘要：随着智能化设计方法的研究成为当今科技发展的热点,结合智能优化算法的浮体系泊系统智能化设计成为一个提高设计效率的研究对象。论文针对浮体的系泊系统,建立了系泊系统智能化设计方法,开发了相应程序。以浅水条件下大尺度、特殊构型的围圈防浪型平台为工程实例,应用智能化设计方法得出满足工程条件的系泊方案,通过时域计算,评估方案的综合性能,为浅水大尺度浮体的系泊系统智能化设计提供了解决方法与工程的应用手段。