挠性陀螺仪用永磁直流电机的设计与控制

设计了一种用于挠性陀螺仪的外转子、内定子小功率达松伐尔型永磁直流电动机,给出了电机机械结构型式,讨论了其电磁结构参数的设计计算方法。采用面向对象的概念和先进软件工具,研制了该电机的CAD软件,通过频率微调实现了挠性陀螺仪的电调谐;通过测速反馈和PWM实现了转速闭环控制;通过启动检测解决了该类电机启动困难的问题。     

基于TH神经网络的自适应滤波在船舶姿态测量信号处理中的应用研究

自适应滤波是提高滤波性能的主要方法之一。自适应滤波要求实时跟踪输入信号的变化,实时地计算滤波器的权系数。这就大大增加了运算量,因此很难用基于数字计算的方法给出所希望的实时解。神经网络所具有的高度运算能力为解决这一问题展示了光明前景。中利用根据线性规划神经网络导出的TH网络,就船舶姿态测量信号进行滤波计算,仿真结果表明基于TH神经网络的自适应滤波是有效的。     

数字式航向航迹自动操舵仪的设计与实现

设计了一种以ARM为核心的数字式航向航迹自动操舵仪.在分析系统总体框架的基础上,设计了系统的硬件结构和软件主程序框图,使用Bang-Bang控制实现舵角的随动控制,航向控制使用PID控制.该设计中,360电位器实现舵角反馈,电子罗盘或电罗经采集航向,GPS给出地理位置信息,电位器及按键输入给定值,液晶显示系统信息,电磁阀驱动液压舵机.该自动操舵仪具有手动操舵、随动操舵、自动操舵和GPS操舵等多种工作模式.实验结果表明,该设计方案可行,具有较高的实用价值.     

海洋信道随机性引起的船舶噪声线谱衰减

阐述准周期性随机声脉冲序列作为船舶噪声模型的普适性,侧重讨论船舶噪声准周期性随机声脉冲序列所产生的线谱经随机海洋信道传输后的变化。指出在大多数工况下,船舶噪声并不是以几种不同频率的加性正弦波直接叠加在宽带连续谱噪声上,而是一类本身并不含有任何有限强度加性正弦波分量的信号。研究结果表明:海洋信道多途效应引起船舶噪声脉冲序列信号时域上时延扩展;海洋信道的随机性使船舶噪声随机声脉冲序列信号准周期性下降,导致船舶噪声线谱相对幅度“额外”快速衰减,对于存在大范围不均匀水团的海洋信道,50 km传播距离上其介质随机起伏引起的船舶噪声线谱“额外”衰减最高可达11 dB。海洋信道随机性引起的船舶噪声线谱衰减不可忽视。      

舵布置位置对船舶操纵性影响试验研究

舵合理布置于船尾螺旋桨后方能有效吸收螺旋桨尾流,达到船舶操纵性能优化设计的目的. 根据螺旋桨尾流特征,设计了舵的4个横向和3个纵向,共计6个舵布置位置方案,通过自由自航模型试验考察舵布置位置对操纵性的影响. 在湖上开展了船模回转、Z形操舵和回舵试验,速降和静横倾角的试验结果符合一般操纵性规律,表明试验结果的有效性.     

船舶声弹性力学理论及其应用

船舶结构与水介质耦合动力学在改善船舶运动性能与结构安全性,控制船舶振动噪声与提高水下声隐身性能,进行船舶综合性能的优化设计等一系列工程问题中有广泛的应用需求与发展前景.本文综述了船舶水弹性力学、声弹性力学的理论方法、试验技术与应用技术的国内外研究进展;介绍了在带航速三维水弹性力学理论(Wu 1984)基础上,作者所在课题组近年来发展的船舶三维声弹性理论、计算技术及工程应用的概况.简述了船舶三维声弹性理论的部分应用情况及发展方向.     

力学的永恒魅力与贡献——————与时俱进的船舶力学

船舶力学是一个与船舶工程紧密结合的力学领域.作为力学的一门分支学科,于20世纪上半叶形成了自身较为系统的专业格局,并且在20世纪下半叶取得了突飞猛进的发展.结合当代船舶与船舶技术演进的概况,尤其是近年来超越传统的快速发展,简述了船舶力学所面临的需求及所做出的贡献.本文并对船舶力学主要研究领域的现状、发展方向与热点问题,择要作了概括的、远非全面的介绍,对其发展总趋势作了初步的分析.毫无疑问,船舶类型的每一步更新与发展,都包含着在船舶力学的领域中认识与把握船舶所遭受的随机、复杂、险恶的环境载荷,改进航行性能,保证船体安全可靠等方面的科学与技术的进步.凡是船舶力学研究最活跃的地方,往往就是需求最明确,船舶新技术出现最快的地方.可以说,现代船舶发展的历史,也就是船舶力学发展的历史,船舶力学是船舶技术创新的一个重要源泉,而船舶的工程需求又是船舶力学发展的基石,两者紧密结合,与时俱进.在人类的历史进入21世纪的时候,船舶设计制造技术频频更新,改变着船舶与海上运输的面貌,同时船舶力学发展的历史也将翻到崭新的一页.      

水下环向双周期加肋圆柱壳体的自由振动

以浸没于水中的弹性环向双周期加肋薄圆柱壳为研究对象，考虑介质与结构振动的耦合效应，研究流固耦合系统的自由振动。基于Kennard薄壳理论、Helmholtz方程以及壳壁外表面的运动协调条件，并借助Dirac-δ函数引进肋骨对壳体的作用，从而建立耦合系统的运动方程。通过富氏积分变换、引进算子，并利用算子的周期性，得到系统的频率方程。采用沿实波数轴搜索求根的方法，重点计算了水下无限长环向双周期加肋柱壳的自由传播波频率系数，并进一步研究了流场和肋参数对壳体固有频率的影响。     

基于扩展卡尔曼滤波算法的船舶姿态监测预报系统设计（英文）

为提高船舶姿态监测预报系统的测量精度,设计加速度传感器和陀螺仪捷联的惯性导航系统,利用互补处理和反馈调节对传感器输出参数进行校正。为得到精度较高的预估数据,通过广义最小二乘法进行系统辨识建立船舶状态模型和矫正的传感器测量模型,由扩展的卡尔曼滤波器得到最优估计状态。同时设计闭环系统,进一步提高系统的测量精度和预估精度。此外,针对当前监测预报系统普遍存在的软件界面差、交互困难等缺点,设计姿态监测预报友好型界面,可3D动画实时显示船舶当前的运动姿态,并具有数据存储、分析、操作处理等功能。最后,通过实验对不同倾角变化率下实际姿态、测量姿态和预估姿态进行对比,结果表明所设计的姿态监测预报系统具有较高的监测精度和预估精度。