浮船坞沉浮系统建模及其仿真研究.pdf

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1、分类号UDC密级单位代码lOl51浮船坞沉浮系统建模及其仿真研究孙竞超指导教师谭跃职称第二导师王宁职称学位授予单位教授讲师大连海事大学申请学位级别工学硕士学科(专业)电力电子及电力传动论文完成Ft期2011年5月答辩日期2011年7月答辩委员会主席ResearchOnthemodelingandsimulationoffloatingdockSYstems，AthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringbySunJin

2、gchao(PowerElectronicsandPowerDrives)ThesisSupervisor：ProfessorTanYueDr．WangNingMay2011大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成博／硕士学位论文竺湮墅坞远湮丕统建蹙区墓笾真婴塞==。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：搬学位论文版权使用授权书本

3、学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密口在——年解密后适用本授权书。不保密凹(请

4、在以上方框内打“√")摘要本课题来源于某在建8万吨浮船坞自动控制设计项目，为该项目子课题之一。本文所研究的浮船坞沉浮系统建模与仿真为该项目提供理论基础与软件支持。浮船坞是大型造船工业的重要工具，其突出特点是可以机动地靠近待修船舶。沉浮系统的工作效率与可靠性是浮船坞能否顺利完成作业要求的关键因素。传统浮船坞沉浮系统为人工手动控制，对作业人员的操作经验和专业素质要求很高，而且效率低、误差大，存在很多弊端。随着计算机和自动控制技术的迅猛发展，浮船坞的自动控制设计成为必然趋势。为丰富和夯实浮船坞沉浮系统的研究成果，本文围绕浮船坞沉浮系统的建模和仿真，展开了较深入的研究工作。进而，分别研究了关于调节水量

5、的优化模型和调节时间的优化模型，并提出了最优化的调水方案。最后运用MATLAB对其进行仿真研究，结果显示，所得调水方案满足浮船坞设计要求。这为浮船坞的自动控制设计提供了有效的方法。具体研究工作包括：首先，计算了浮船坞各浮态参数：吃水差、横纵倾角、静水力曲线等，其中重点研究了静水力曲线的计算方法。然后利用各浮态参数和物理平衡原理建立了浮船坞压载水舱的配载模型，进而运用惩罚函数法对该模型进行求解得到各压载水舱调节水量。其次，现在很多浮船坞是由废船改造而成，这些浮船坞的坞体形状不规则，压载水舱的排列没有规律可循，单纯求解上述模型工作量大、步骤复杂、困难较多。为解决上述问题，本文基于配载模型，分别建立

6、了调节水量优化模型与调节时间优化模型。进而，通过求解所得优化模型得到各压载水舱的调节水量与阀门的开启时间，从而确定调节方案。最后，以一艘8万吨浮船坞为算例在MATLAB环境下进行编程，对其优化模型进行仿真研究。仿真结果表明，求解优化模型得到的调水方案结果满足浮船坞设计要求。关键词：浮船坞；惩罚函数；计算机仿真；MATLABABSTRACTInIstoplccomesfromthedesignofa80，000tfloatingdockautomaticC0n仃ol：ySt铷s’itisoneofthetopiCsfortheprojectsub．Them。delingaIldsimulatio

7、nofflaringd0俅．驴‰8wm吐锄sthesisstudiesprovideatheoreticalbasis斯mepro：iect觚dS1mulatmnsupport．As1mportantaIld嘶ticaltoolsoflargeshipbuilding,floatingdockspossessthepro．mlnellt敝lturethatVesselstobemaintained