POD推进方式的大型船舶运动模型仿真
吊舱式电力推进船舶螺旋桨匹配设计仿真研究
吊舱式电力推进船舶螺旋桨匹配设计仿真研究秦业志;阮礽忠【期刊名称】《中国舰船研究》【年(卷),期】2014(000)006【摘要】在国内，吊舱推进器的设计还处于理论起步阶段，尤其是吊舱推进器螺旋桨，其设计方法尚未成熟，而螺旋桨的设计对于整个推进系统推进性能的影响又尤为关键，关系到船—机—桨匹配的综合推进性能。
为此，采用常规螺旋桨敞水特性图谱等效设计POD螺旋桨参数的方法对吊舱推进器螺旋桨进行设计，分析吊舱式推进船舶船—机—桨的匹配性能。
为了提高设计效率及优化推进系统的推进性能，针对吊舱式电力推进船舶，采用常规螺旋桨等效设计方法设计POD螺旋桨参数，同时基于LabVIEW图形化编程语言开发船—机—桨匹配数值分析软件以对设计参数进行静态匹配计算，并与母船的推进效率进行对比，选取最优化的螺旋桨参数作为POD螺旋桨参数，以优化推进效率。
研究结果表明：采用常规螺旋桨等效设计方法设计POD螺旋桨参数的方案，同时结合开发的船—机—桨匹配数值仿真分析平台，可以方便、快捷地对吊舱式推进船舶进行船—机—桨匹配分析计算比较，提高推进性能。
【总页数】8页(P65-72)【作者】秦业志;阮礽忠【作者单位】集美大学轮机工程学院，福建厦门361021; 福建省船舶工程重点实验室，福建厦门361021;集美大学轮机工程学院，福建厦门361021; 福建省船舶工程重点实验室，福建厦门361021【正文语种】中文【中图分类】U661.31+3【相关文献】1.船舶电力推进系统螺旋桨负载特性动态仿真 [J], 刘英杰;张周;王婷2.吊舱式船舶电力推进实验系统的设计 [J], 朱楼;沈爱弟3.ABB发布全套船舶咨询及自动化系统提升燃油能效集成先进软件、电力系统以及Azipod@吊舱式推进系统，帮助船东削减高达20％的燃油消耗 [J],4.基于嵌入式平台的吊舱式电力推进仿真系统 [J], 王华英5.吊舱式船舶电力推进装置的发展状况 [J], 赵红;孙培廷因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
平旋推进拖船的运动建模与仿真的开题报告
平旋推进拖船的运动建模与仿真的开题报告1. 研究背景和意义随着船舶尺寸的逐渐增加，大型船舶的靠港及水域操作需要运用到拖船协助推进或靠泊。
平旋推进拖船作为一种新型拖船，在船舶操纵中具有独特的运动学性质和控制特性，在安全、高效、环保的航运方面具有广泛的应用前景。
因此，平旋推进拖船的运动建模和仿真研究具有非常重要的意义。
2. 研究目的和内容本研究旨在建立平旋推进拖船的运动学模型，并给出仿真实现的方案，从而实现拖船控制和优化。
具体来说，研究内容包括以下方面：（1）平旋推进拖船的运动学分析及数学建模；（2）平旋推进拖船的控制算法设计；（3）基于MATLAB/Simulink的平旋推进拖船仿真实现；（4）仿真结果分析及控制算法优化。
3. 预期研究成果本研究的预期成果包括：（1）平旋推进拖船的运动学模型和控制算法；（2）基于MATLAB/Simulink的平旋推进拖船仿真平台；（3）仿真结果分析和拖船控制方案优化。
4. 研究方法和步骤本研究将采用理论分析、数值计算和仿真实验相结合的方法，来完成平旋推进拖船的运动建模和仿真研究。
具体步骤如下：（1）研究文献调研，掌握平旋推进拖船的技术原理和研究现状；（2）建立平旋推进拖船的运动学模型，并进行数学分析和计算；（3）设计拖船的控制算法，保证船舶安全操作；（4）基于MATLAB/Simulink平台，开发拖船仿真模型；（5）对仿真结果进行分析和优化，改进控制算法；（6）对研究成果进行总结和展望。
5. 研究的重点和难点本研究的重点在于平旋推进拖船的运动学模型和控制算法的设计和分析。
而难点主要集中在以下几个方面：（1）平旋推进拖船的运动学特性、动力学特性及控制特性的分析；（2）基于控制理论，提出一种适合平旋推进拖船的控制算法；（3）借助仿真平台，对平旋推进拖船的控制算法进行验证和优化。
6. 研究的可行性和可行性分析本研究的可行性较高。
首先，平旋推进拖船的发展趋势和潜力巨大；其次，MATLAB/Simulink是目前广泛使用的工具和平台，可以有效开发和实现仿真模型和算法；第三，研究团队具备较高的专业知识和研究经验，能够保证研究的科学性和可行性。
某船主推进系统建模与仿真
关键词 ： 船舶 、 舰 船 工 程 ；推进 系统 ； 仿真 ； 模 型 ；策 略
中图分类号 ： Ｕ６ ６ ４ ． ８ １ 文献标志码 ： Ａ
Ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎｄ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ａ Ｍａ ｉ ｎ Ｐｒ ｏ ｐｕ ｌ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
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ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｅ ｄ ｔ Ｏ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ａ ｃ ｃ ｅ ｌ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｈ ｉ ｐ ｉ ｎ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ．Ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ
偶 合器 、 螺旋桨及船体运动模型 ， 在 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ环 境 下 对 该 船 的 加 速 过程 和 紧 急停 船 过 程 进 行 仿 真研 究 。 经 分 析对 比船 体 在 不 同机 桨 联 控 策 略 下 的运 动 情 况 ， 得 出 加 速 和停 船 过 程 中 最 佳 的机 桨 匹 配 策 略 ， 为 航 行 试 验 提 供
Ｈａ ｎ Ｂｉ ｎ ｇ， Ｗａ ｎｇ Ｚｈ ａｏ
（ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋｅ ｙ Ｌａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｎａ ｖ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ。 Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｓ ｈ ｉ ｐ＆ Ｓ ｈ ｉ ｐ ｐ ｉ ｎ ｇ
第 ３ ６卷 第 ２期
２ ０ １ ３年 ６月
基于多模态耦合的大型船舶推进系统动力学建模方法
基于多模态耦合的大型船舶推进系统动力学建模方法大型船舶推进系统是由多个子系统组成的复杂控制系统。
为了准确描述系统的动态特性和性能，需要对系统进行动力学建模。
在大型船舶推进系统中，不同的子系统涉及到的物理量、传感器类型和控制策略不同，因此需要采用多模态耦合的方法进行建模。
本文提出了基于多模态耦合的大型船舶推进系统动力学建模方法，它基于物理系统建模和系统辨识的思想，将不同子系统的动态特性和相互作用用一个统一的动态方程描述。
具体步骤如下：第一步，确定系统的动态特性和物理量。
大型船舶推进系统由推进机械系统、舵机系统、推进功率管理系统等多个子系统组成，它们涉及到的物理量包括推进功率、推进力、舵角、舵力等。
第二步，建立子系统的动态方程。
对于每一个子系统，根据其物理特性和控制策略，建立相应的动态方程。
例如，对于推进机械系统，可以采用旋转惯量、扭矩方程等方法建立动态方程。
第三步，建立子系统之间的相互作用方程。
考虑到不同子系统之间存在相互作用和耦合，需要建立子系统之间的相互作用方程。
一般采用能量守恒原理和控制系统的反馈原理等方法建立相互作用方程。
例如，对于推进机械系统和舵机系统之间的相互作用，可以采用能量守恒原理建立相互作用方程。
第四步，将子系统的动态方程和相互作用方程耦合。
将子系统的动态方程和相互作用方程整合成一个大系统的动态方程，得到大型船舶推进系统的动态模型。
第五步，进行模型检验和验证。
对模型进行模拟，比较模拟结果与实际系统的运行情况，检验模型的准确性和可靠性，并进行适当的修正和优化。
本文所提出的基于多模态耦合的大型船舶推进系统动力学建模方法能够有效地描述大型船舶推进系统的动态特性和性能，为船舶推进系统的控制设计和优化提供了基础。
航海模拟器中船舶平旋推进器的数学模型
航海模拟器中船舶平旋推进器的数学模型
张秀凤;金一丞;尹勇
【期刊名称】《中国航海》
【年(卷),期】2010(033)002
【摘要】建立一种用于航海模拟器的平旋推进器(Voith Schneider Propeller,VSP)的数学模型.通过操作硬件设备获得VSP桨的等效螺距比以及VSP桨产生的总推力在船体纵向、横向分力的百分数;利用已公开的VSP桨第一象限图谱计算总推力的大小;将分力的百分数乘以总推力即可得到在纵向、横向、首摇上的分力(矩).将上述得到的VSP浆推力(矩)作为外力叠加到船舶运动方程中,采用四阶龙格--库塔积分得到VSP船舶运动的态势,提供给航海模拟系统的其他模块.实现了航海模拟系统的人--机交互功能,增加系统中船模数据库的多样性.
【总页数】4页(P27-30)
【作者】张秀凤;金一丞;尹勇
【作者单位】大连海事大学,航海学院,辽宁,大连,116026;大连海事大学,航海学院,辽宁,大连,116026;大连海事大学,航海学院,辽宁,大连,116026
【正文语种】中文
【中图分类】U661.33
【相关文献】
1.航海模拟器中船舶数学模型仿真研究 [J], 江玉玲;彭国均
2.平旋推进器桨叶驱动机构的研究 [J], 周行健
3.航海模拟器的功能环境及其在船舶驾驶教学中的应用 [J], 陈聪
4.平旋推进器模拟试验装置行星式凸轮机构设计 [J], 殷鸿梁;刘贤莉
5.航海模拟器的功能环境及其在船舶驾驶教学中的应用 [J], 陈聪;
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船舶纵向运动控制模型的建立及仿真
船舶纵向运动控制模型的建立及仿真船舶纵向运动控制是指通过控制船舶的前进、停止、加速和减速等操作，以实现船舶在纵向方向上的运动控制。
在船舶设计和操作中，船舶纵向运动控制是至关重要的，它直接影响船舶的稳定性、操纵性和安全性。
船舶纵向运动控制模型的建立是实现有效控制的基础。
首先，需要建立船舶的动力学模型。
船舶的动力学模型包括船舶的质量、惯性、阻力等参数，以及船舶的推进力和阻力的数学描述。
通过对这些参数和力的数学表达式的建立和定义，可以得到船舶纵向运动的数学模型。
需要建立船舶的控制系统模型。
船舶的控制系统模型包括船舶的传感器、执行器和控制算法等组成部分。
传感器用于采集船舶的状态信息，执行器用于实施控制操作，控制算法用于根据传感器的反馈信息和控制目标进行调控。
通过对这些组成部分的建立和定义，可以得到船舶的控制系统模型。
基于船舶的动力学模型和控制系统模型，可以进行船舶纵向运动的仿真。
仿真是指通过计算机模拟船舶的运动过程，以验证船舶控制系统的性能和效果。
通过在仿真软件中输入船舶的初始状态和控制指令，可以得到船舶在不同条件下的运动轨迹和性能指标。
通过对不同控制策略和参数的仿真比较，可以优化船舶的控制系统，提高船舶的运动性能和安全性。
船舶纵向运动控制模型的建立和仿真在船舶设计和运营中起着重要的作用。
首先，它可以帮助船舶设计师评估和改进船舶的运动性能，优化船舶的动力系统和控制系统，提高船舶的航行效率和经济性。
其次，它可以帮助船舶操作员理解和掌握船舶的运动特性，提高船舶的操纵性和安全性。
最后，它可以为船舶自主导航和无人驾驶技术的发展提供基础和支持。
船舶纵向运动控制模型的建立和仿真是实现船舶纵向运动控制和优化的基础。
通过建立船舶的动力学模型和控制系统模型，并进行仿真分析，可以提高船舶的运动性能和安全性，优化船舶的控制系统，为船舶设计和运营提供支持和指导。
船舶纵向运动控制模型的研究和应用将继续推动船舶技术的发展和进步，为航海事业的发展做出贡献。
船舶推进系统的建模与仿真
船舶推进系统的建模与仿真1. 引言船舶在现代社会中扮演着重要角色，承担着贸易、运输和旅游等任务。
船舶推进系统作为船舶的核心部件之一，其性能的优化对船舶的航行效率和安全都至关重要。
为了改善船舶推进系统的设计和优化过程，建立船舶推进系统的模型并进行仿真成为一种重要的方法。
2. 船舶推进系统的基本组成船舶推进系统由推进器、发动机、传动装置和控制系统等组成。
推进器主要包括螺旋桨、喷水推进器和水喷射推进器等类型。
发动机则包括内燃机、涡轮机和电动机等。
传动装置用于传递发动机产生的动力，通常包括传动轴、齿轮箱和联轴器等。
控制系统则用于控制船舶推进系统的运行状态，包括油门控制、转向控制和速度控制等。
3. 船舶推进系统的建模方法为了研究船舶推进系统的性能，建立准确的模型是必要的。
船舶推进系统的建模方法可以分为理论建模和实验建模两种。
- 理论建模理论建模是通过对船舶推进系统的物理原理和动力学方程进行分析，建立数学模型。
例如，对于螺旋桨推进系统，可以基于流体动力学原理建立相应的力学模型，以描述推力和效率等参数与转速、螺旋桨几何形状之间的关系。
- 实验建模实验建模是通过实际的试验数据和观测结果，通过拟合曲线或统计方法建立模型。
实验建模可以提供更加真实的系统特性，但也受到实验条件和测量误差等因素的影响。
4. 船舶推进系统的仿真方法船舶推进系统的仿真是基于建立的模型进行计算和模拟，以评估不同工况下的系统性能。
船舶推进系统的仿真方法包括数值仿真和物理仿真。
- 数值仿真数值仿真是利用计算机数值计算方法，对船舶推进系统的模型进行求解和分析。
通常，通过将船舶推进系统的数学模型转化为计算机可处理的方程组，利用数值算法进行求解，得到系统在不同工况下的性能指标，如推力、功率和效率等。
- 物理仿真物理仿真则是通过建立实际的物理模型，采用实物装置进行推进系统的测试和验证。
通过改变实际系统的工作条件，观察和记录不同参数的变化，以验证数值模型的准确性和可行性。
船舶推进装置动态过程的数字仿真算法
船舶推进装置动态过程的数字仿真算法
赵国光
【期刊名称】《船舶工程》
【年(卷),期】1989()1
【摘要】船舶推进装置及其控制系统的数学模型由微分方程、参数方程和逻辑方程等组成,仿真算法需按模型的特点去选择。
作者介绍了关于R-K-4算法的经验;并提出了关于线性和非线性系统的快速算法,并把它们与已有的算法作了比较。
【总页数】7页(P27-32)
【关键词】推进装置;动态过程;数字仿真;船舶
【作者】赵国光
【作者单位】上海交通大学
【正文语种】中文
【中图分类】U664.3
【相关文献】
1.船舶推进装置的仿真分析 [J], 朱泉;
2.基于模糊控制的船舶全回转推进装置控制仿真 [J], 戴晶;孔繁军;潘婧
3.模拟仿真技术在船舶推进装置中的应用 [J], 富喜
4.船舶推进装置的仿真分析 [J], 朱泉
5.船舶推进装置的MATLAB仿真 [J], 陆金铭
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船舶纵向运动控制模型的建立及仿真
船舶纵向运动控制模型的建立及仿真船舶纵向运动控制模型的建立及仿真船舶纵向运动控制是船舶自动化控制的重要组成部分，其目的是通过控制船舶的纵向运动，使船舶在海上行驶时能够保持稳定，提高航行安全性和舒适性。
本文将介绍船舶纵向运动控制模型的建立及仿真。
一、船舶纵向运动控制模型的建立船舶纵向运动控制模型的建立需要考虑船舶的物理特性和控制系统的设计。
首先，需要建立船舶的运动学模型和动力学模型，包括船舶的质量、惯性、阻力等参数。
其次，需要设计控制系统的结构和参数，包括控制器的类型、控制策略、控制参数等。
最后，需要将船舶的运动学模型和动力学模型与控制系统相结合，建立船舶纵向运动控制模型。
二、船舶纵向运动控制模型的仿真船舶纵向运动控制模型的仿真是验证控制系统设计的有效性和可行性的重要手段。
在仿真过程中，需要将船舶的运动学模型和动力学模型与控制系统相结合，模拟船舶在不同海况下的运动情况，并通过控制系统对船舶的纵向运动进行控制。
在仿真过程中，需要考虑以下几个方面的因素：1.海况模型：海况对船舶的运动有很大影响，需要建立适合的海况模型，包括风速、浪高、浪向等参数。
2.控制系统模型：需要建立控制系统的数学模型，包括控制器的类型、控制策略、控制参数等。
3.仿真算法：需要选择适合的仿真算法，如欧拉法、龙格-库塔法等。
4.仿真结果分析：需要对仿真结果进行分析，包括船舶的运动轨迹、速度、加速度等参数，以及控制系统的响应速度、稳定性等指标。
通过仿真，可以对船舶纵向运动控制系统进行优化和改进，提高船舶的航行安全性和舒适性。
总之，船舶纵向运动控制模型的建立及仿真是船舶自动化控制的重要组成部分，需要考虑船舶的物理特性和控制系统的设计，通过仿真验证控制系统设计的有效性和可行性，提高船舶的航行安全性和舒适性。
自-POD矢量推进器水下机器人载体结题报告
PＯD矢量推进器水下机器人载体(Bodｙof ＲOV baseｄｏn ｖeｃtｏrｔhrusteｒ）石振强,王奥博,李成鑫，邹嵩,刘凡奇(哈尔滨工程大学船舶工程学院，哈尔滨,150001)摘要：现有水下机器人大多利用多支推进器实现前进和转向动作，牺牲了一部分空间和能量。
本项目通过将大型船舶电力推进舱(POD）装置移植嫁接到水下机器人上，置于水下机器人底部,并利用矢量推进技术，可以实现仅利用一套推进器即可完成前进和转向动作,从而节省了搭载其他设备空间,且降低推进器总体噪声，并可使其机动性能提高。
如果能结合自动控制技术及传感器技术，可以推广到大型水下机器人，完成更加精密准确的动作。
结合仿生学技术，可以增大推进效率且使操纵更加灵活。
关键词：水下机器人；POD推进;矢量推进Ａbstrａct：Mｏst exisｔinｇｕｎｄerｗater robot using ｍorｅthan oｎe ｔhruster to reａlize ｔo adｖancｅand to tｕrｎdｉrecｔion, ｓacrifiｃe spａce and ｅneｒｇy.Thiｓproject wiｌｌtｒａnsplant PＯD devｉce in largｅvesｓeｌｓon ｔｈe undeｒwａｔｅr robot, aｎd by usiｎgｔhe vectoｒｂoｔｔoｍpusｈtechｎｏlogy，cａn only uｓe ｏnｅforwａrd ａnd turn tｏfiｎish thrusteｒs, which saｖes ｓpace tｏcaｒry other eｑｕiｐmenｔs，a ｎd reduｃe noise,ａnd thｅoveraｌl ｔｈｒｕsteｒs can ｍake the mａneuｖeｒperformance ｉmpｒoｖeｍenｔ. If can combine thｅａutoｍatic conｔrｏｌtechｎology and the sensoｒtechｎｏｌoｇy, whiｃhｃａn be apｐｌied to large uｎderｗater ｒoｂot, ｃｏmpleｔe mｏrｅprecise ａctｉｏｎ. Combiniｎg ｂioｎics tｅchnｏlogy,it ｃａｎi ｎｃｒeasｅtｈe effiｃｉｅnｃy aｎd ｔｏmanｉpｕｌaｔe morｅflexible．Key words ：ROV ;POＤ;veｃtｏr ｔhruster１、引言现有水下机器人大多利用多支推进器实现前进和转向动作，牺牲了一部分空间和能量。
某舰CODAD推进装置动态性能及其控制策略的仿真研究的开题报告
某舰CODAD推进装置动态性能及其控制策略的仿真研究的开题报告一、选题背景及意义动态姿态控制是船舶设计中的一个重要问题，影响船舶的稳定性、航行性能和船体结构的安全性。
船舶推进装置的动态响应特性对船舶的动态姿态控制影响很大，特别是CODAD（Combined Diesel and Diesel）推进装置。
因此，在船舶开发和研究中，研究船舶CODAD推进装置的动态性能和相应的控制策略是非常重要和有意义的。
二、研究目的基于CODAD推进装置的特点，对CODAD推进装置的动态性能开展仿真研究，提取CODAD推进装置运行过程中的重要特征参数，建立仿真模型，通过仿真计算得到CODAD推进装置在不同运行工况下的输出特性，从而探讨CODAD推进装置在船舶动态姿态控制中的应用，进一步优化CODAD推进装置的动态性能和控制策略。
三、研究内容与方法本研究将从以下几个方面开展探讨：1. CODAD推进装置的研究对CODAD推进装置的运行理论进行综述和分析，对CODAD推进装置的主要结构和特点进行介绍，为后续的仿真研究打下必要的基础。
2. CODAD推进装置的仿真模型基于MATLAB/Simulink软件建立CODAD推进装置的仿真模型，包含CODAD推进装置的主要组成部分、控制逻辑模块等。
3. CODAD推进装置的动态性能仿真分析通过建立的CODAD推进装置仿真模型，模拟CODAD推进装置在不同负载、转速和马力要求下的动态性能。
基于仿真分析结果，提取CODAD推进装置的运行特性和参数，分析CODAD推进装置的动态响应特点，并探讨其原因。
4. CODAD推进装置的控制策略研究建立CODAD推进装置的控制算法，将CODAD推进装置与船体的动态控制相结合，进行仿真测试，并对CODAD推进装置的控制效果进行评估。
四、预期成果1. CODAD推进装置动态性能仿真研究结果，对CODAD推进装置的运行特性和参数进行提取和分析；2. 建立CODAD推进装置的控制算法，对CODAD推进装置与船体的动态控制进行仿真测试；3. 对CODAD推进装置的控制效果进行评估，并提出相应的改进方案。
吊舱推进器船舶的操纵系统数学建模与仿真
度的相对运动速度， A0为船舶的迎风面积，w为海风
的频率， s(t)为当前海风的能谱密度。
2）海浪干扰力
海浪作用的特点是具有 1 阶干扰作用力和 2 阶干
扰作用力，也就是高频干扰力和漂移干扰力。通常，
影响吊舱推进器船舶操纵性能的主要是 1 阶干扰力，
主要影响的船舶运动包括横摇、纵摇等。建立海浪干
扰力模型如下：
关键词：吊舱推进器；操纵系统；运动模型；仿真
中图分类号：U663.5A 文献标识码：A
文章编号： 1672 – 7649(2019)3A – 0040 – 03
doi：10.3404/j.issn.1672 – 7649.2019.3A.014
Mathematical modeling and simulation of maneuvering system of podded propeller ship
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第 41 卷 第 3A 期 2019 年 3 月
舰船科学技术 SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vol. 41, No. 3A Mar. , 2019
吊舱推进器船舶的操纵系统数学建模与仿真
袁桂蓉 (重庆电力高等专科学校，重庆 400053)
摘 要: 吊舱推进器船舶是一种新型的电力推进船舶，这种船舶的稳定性和机动性良好，近年来获得了非常 广泛的应用。为了提高吊舱推进器船舶的操纵水平，进而提高吊舱推进器船舶的动力特性，本文针对该船舶的操纵 系统进行了深入的研究，并通过建立吊舱推进器船舶的操纵运动模型、海上干扰作用力模型，对吊舱推进器船舶的 运动进行仿真试验，对改进该船舶的动力性能有一定指导作用。
基于有限元分析与MMG建模的POD船舶自抗扰控制研究
传统船舶的螺旋桨只能产生前进和后退的作用 力，左右两侧的作用力依靠船舵产生，因此，传统船 舶在转向的时候难免会出现响应速度慢等问题。
吊舱式推进器船舶（POD）结构较为特殊，吊舱 本身具有旋转功能，并利用推进电机和旋转电机产生
收稿日期: 2019 – 01 – 22 作者简介: 雪莲 (1978 – )，女，硕士，讲师，主要从事数学教学及有限元分析方面的工作。
XUE Lian, YUAN Yuan (Vocational and Technical College of Inner Mongolia Agricultural University, Baotou 014109, China)
Abstract: POD podded ship adopts a new type of ship propulsion mode. Unlike the traditional stern propeller propulsion, the podded ship installs a propeller with rotating degrees of freedom at the stern of the ship, which can generate 360 degrees of rotating force and greatly improve the dynamic characteristics and maneuverability of the ship. Firstly, a method of MMG separation modeling is adopted to establish the dynamic model and the force model of POD ship. Then, based on the traditional ship maneuvering control system, the POD control system with auto-disturbance rejection function is established, and the control performance of POD ship is simulated and analyzed based on the finite element model.
大型波浪补偿舷梯运动学建模与仿真
大型波浪补偿舷梯运动学建模与仿真刘畅;周瑞平;刘轩【摘要】为研究大型波浪补偿舷梯运动学建模方法,以串联机械臂为参考,采用以D-H参数法为核心的建模方法,推算出补偿舷梯运动学方程.同时,又运用Matlab下的Robotics Toolbox组件在软件中对其可行性和运动学正逆解的正确性进行验证;采用ADAMS进行运动学建模仿真,得到舷梯执行机构在其运动空间的轨迹及各关节的位移、速度和加速度的曲线图,为大型波浪补偿舷梯控制系统设计、动力学分析和轨迹规划等研究与设计提供理论基础和依据.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2019(041)007【总页数】6页(P95-100)【关键词】大型波浪补偿舷梯;D-H参数法;ADAMS【作者】刘畅;周瑞平;刘轩【作者单位】武汉理工大学能源与动力工程学院,湖北武汉 430063;船舶动力工程技术交通行业重点实验室,湖北武汉 430063;武汉理工大学能源与动力工程学院,湖北武汉 430063;船舶动力工程技术交通行业重点实验室,湖北武汉 430063;武汉理工大学能源与动力工程学院,湖北武汉 430063;船舶动力工程技术交通行业重点实验室,湖北武汉 430063【正文语种】中文【中图分类】P7520 引言随着我国海洋工程实力不断提升，越来越多的海上作业平台和深海工程装备被投入使用[1]，由此进行海上人员转移也更为频繁，每年仅在海上石油和天然气领域，全世界就有超过1 000 万次海上人员转移作业。
复杂的海洋环境是转移作业中的关键挑战，传统的海上转移作业主要应用直升机、船舶、起重机和吊篮等，然而传统方式在安全和经济性等方面表现不佳。
随着科技的进步，具有动力定位系统的海洋工程船搭载大型波浪补偿舷梯装置提供一种更加安全可靠、经济有效的人员转移解决方案，近年来广泛应用于海上船舶与平台之间人员转移作业[2]。
本文为明确补偿舷梯运动规律，提出补偿舷梯运动学建模方法，分析了舷梯运动部件的运动特性，为后续舷梯执行机构选型及控制系统的研究提供参考。
采用直翼推进器的舰船动力装置仿真
舰船科学技术 SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vol. 41, No. 2 Feb. , 2019
采用直翼推进器的舰船动力装置仿真
何 庆，刘金林，曾凡明 (海军工程大学 动力工程学院，湖北 武汉 430033)
摘 要: 直翼推进器可在 360°范围内快速改变推力方向及大小，具有优良的操纵性和机动性，因此，被广泛 应用在对动力系统有特殊要求的船舶中，如拖船、扫雷艇和海洋工程船等。本文以采用直翼推进器的船舶为研究对 象，通过分析船体、柴油机以及直翼推进器之间的能量转化，采用 MMG 操纵运动非线性数学模型，建立 Matlab/Simulink 模型，进一步研究基于直翼推进器的船机桨匹配特性，为进一步提高直翼推进器实船应用提供参考。
Key words: the matching of hull-diesel engine-propeller；cycloidal propeller；MMG；Matlab/Simulink
0 引 言
直翼推进器又称摆线推进器（Cycloidal Propeller） 或竖轴推进器，与其他推进器不同的是，它由一组伸 向水中并绕垂直于船体轴线做圆周运动的叶片组成。 叶片在绕着船体轴线做圆周运动的同时，还绕自身的 固定轴转动[1]。通过控制推进器的偏心率和偏心方 向，可在垂直于旋转轴平面内产生任意方向和大小的 力，从而使得直翼推进器具有良好的操纵性和动力定 位性能。目前国外大多应用在拖船、渡轮、海洋平台 和扫雷艇等，而国内船舶领域在应用直翼推进器方面 几乎空白。为了满足国内今后某些船舶的特殊需求， 使用直翼推进器作为船舶推进器成为一种比较好的方 案选择。本文通过建立船机桨仿真模型，研究直翼推 进器与船体和主机之间的匹配性能，进一步提高直翼 推进器的实船应用水平。
高效的船用包壳式推进装置(poded propulsion)
高效的船用包壳式推进装置(poded propulsion)成慎【期刊名称】《交通节能与环保》【年(卷),期】1999(000)003【摘要】船上的推进装置有两大功能:供给船只以力量,使得船只以规定的速度运动;在选择的时间范围内,按特定方向,前进或后退,操纵船的动向。
在通常的船只上,改变方向是靠转动舵桨来实现的。
按流体力学理论,水绕过舵桨产生环流,这个环流诱发一个和环流大小成正比的力,这个力和螺旋桨的力相结合,对船只产生一个转动力矩,从而改变船只移动方向。
后来,作为改进,在有的船只上取消了舵桨,船只的转向由变换螺旋桨的方向来实现。
这个改变,对船用推进装置是个挑战性的变【总页数】2页(P-,40)【作者】成慎【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】U664.3【相关文献】1.未来五年世界船用推进装置市场趋势——简析《2006-2010年世界船用推进装置报告》 [J], 李积轩2.Numerical and Experimental Studies on the Effect of Axial Spacing on Hydrodynamic Performance of the Hybrid CRP Pod Propulsion System [J], XIONG Ying;ZHANG Ke;WANG Zhan-zhi;QI Wan-jiang3.船用堆包壳破损状态下稳压器高点放气放射性后果分析 [J], 刘海鹏;王伟;宋超;陈玉清4.船舶推进装置最新发展讲座(七)——现代船用柴油机动力装置系统(上) [J], 黄连中;孙培廷;李斌5.船舶推进装置最新发展讲座(七) 现代船用柴油机动力装置系统(下) [J], 黄连中;孙培廷;李斌因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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船舶平面运动坐标系统与运动方程
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吊舱推进器结构及优点
吊舱的外形为流线型， 安装在船舶上船舵的位 置，用于船舶运动的推进电机安装在船舶吊舱的内
MMG 模型［3］需要分别研究船、桨、舵的性能，可 以表示出作用于船体的各种流体动力。它基于较高的 理论分析及实际的研究，可以较为准确的表示出系统 的数学模型，以此来预测船舶在运动过程中的响应。
0
引
言
［1 ］
船舶上基于吊舱方式的电力推进器 （ POD ） ， 对受到水的动力作用进行相应优化， 其优化后的船 舶推进系统效率要优于一般以船桨为推动力的船舶 电力推进系统，所以采用吊舱式推进方式的船舶具 备较高的实际应用价值。 本文以改善吊舱推进方式 及船舶操纵性能为目的， 修正了目前普遍采用的船 舶操纵运动数学模型。 分析电机在转动过程中对船 舶运动性能的影响， 构建基于吊舱方式的船舶电力 ［2 ］ 推进操纵运动仿真模型 。
通过接收信息来控制船桨的转速及旋转的角度， 再对 基于吊舱推进方式的船舶运动数学模型 。然后将模型进行仿真， 船舶的操纵性能分别进行回转操纵运动仿真和 Z 形操纵运动仿真， 软件仿真得到的数据和实船测试得到的数据相似 。 表明所构建的基于吊舱推进方式的船舶运动数学模型能够较准确地反映出船舶操纵的运动状态， 对基于 POD 推进方 式的船舶运动研究有较深远意义 。
WANG Zhihui （ Qinhuangdao Institute of Technology， Qinhuangdao 066100 ， China） Abstract： In this paper， to improve the way of pod propulsion ship maneuvering for the purpose，based on the separation of MMG modeling thought，on the basis of ship motion state of pod propulsion mode of ship motion mathematical model is established． Then the model is simulated by receiving information to control the and then on the maneuverability of the ship were carried rotational speed and the angle of rotation of the paddle， out turning maneuver motion simulation and Z － motion simulation， the simulation test data and real data similar to the ship． Mathematical models show the ship' s motion can more accurately reflect the state of motion shiphanding and research a profound significance on ship motion based on POD propulsion mode． Key words： pod propulsion； maneuverability； mathematical models 部，用于提供推进动力的船舶螺旋桨被安装于吊舱 内部的前端位置。 船舶上吊舱组成主要为舱体及支撑舱的支架 ， 安装在船舶的舱体内部用于提供船舶动力的电机可 以直接控制船舶舱里的前端部分与后端的螺旋桨 ， 使其能够进行相应运动。 这种具有吊舱的船舶系统 其推进方法要优于普通的直接基于螺旋桨提供船舶 动力的系统， 具有节省空间、 高程度模块化、 高可 靠性、安装方便、维护简单的优势。
关键词： 吊舱推进； 操纵性能； 数学模型 中图分类号： TP391． 9 文献标识码： A doi： 10. 3404 / j. issn. 1672 － 7649. 2016. 5A. 018 文章编号： 1672 － 7649 （ 2016 ） 5A － 0052 － 03
POD propulsion mode of large ship motion model simulation
收稿日期： 2016 － 02 － 19 作者简介： 王智慧（ 1978 － ） ， 女， 硕士， 讲师， 主要研究方向为计算机应用 。
第 5A 期 2. 1
王智慧： POD 推进方式的大型船舶运动模型仿真
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船舶运动数学模型 船舶在水中运动过程中具有一定的推力作用，为了 表示出船舶吊舱在电机作用下所产生的推力，本文将以 普遍采用的基于船舶在平面中的运动为基础，对其采用 的两坐标系进行相应改进，将船舶吊舱的附体坐标系加 进原来的坐标系中，图 1 为新建的 3 种坐标系。 G P X P Y P 为后来所增加的船舶吊舱附体坐标系， Gxy 为船舶的附体坐标系，OX i Y i 为普遍采用的船舶 平面坐标系。
第 38 卷第 5A 期 2016 年 5 月
舰 船 科 学 技 术 SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vol． 38 ，No． 5A May， 2016
POD 推进方式的大型船舶运动模型仿真
王智慧
（ 秦皇岛职业技术学院， 河北 秦皇岛 066100 ） 摘 要： 以改进吊舱推进方式的船舶操纵性能为目的， 基于 MMG 分离建模思为船舶推力减额系数及横向力系 数； x P 为吊舱体的重心 G P 与船舶本身的重心 G 之间 的距离长度。 设定好 所 要 测 试 的 船 舶 初 始 航 行 速 度， 根 据 图 1 ，运用数学上面插值与曲线拟合方法， 可计算 得出 T K 和 Q K 参数值， 然后再计算出船舶吊舱上运 计算公式如下： 动的螺旋桨推力 T 与它的扭矩 Q， 2 4 T = ρn D K T （ J P ） ， （ 2） Q = ρ n 2 D5 K Q （ J P ） 。 式中： P 为海水密度； n 为螺旋桨旋转的速度； D 为螺 旋桨的直径； K T 和 K Q 为船舶推力系数与转矩系数。 2. 3 船舶流体动力以及力矩计算模型 为有效得出船舶所受到的惯性流体力， 需要首