风翼-柴油机混合动力船舶特性分析研究与风帆控制系统设计.pdf

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1、、尹，’任宝指导教师王国峰职称教授学位授予单位大连海事大学申请学位级别工学硕士学科(专业)检测技术与自动化装置论文完成日期2011年6月答辩日期勿／／．6．多9答辩委员会主席，●’-．kr，’、，’’ThestudyofWing··Diesel-ShipfeaturesandthedesignofsailcontrolsystemAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMaster0fEngjneeringbyRenBao(Det

2、ectionTechnologyandAutomation)ThesisSupervisor：ProfessorWangGuoFengJune2011Jnr，r’，rkr，'～_l’’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待的成果，撰写成博／硕士学位论文==丛翼二鉴迪扭退金麴左监舶挂蛙佥堑班窒生丛!陛整剑丕筮遮让：：。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朱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

3、任由本人承担。学位论文作者签名：强学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解人连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事火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。本人授权大连海事人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

4、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。不保瓠彰请在以上方框内打“√”)⋯⋯：位召⋯名：妙函呦日期：V～1年l'月；·日1，一乍rkr，'～一’'中文摘要摘要以往的船舶运动控制和船舶操作性方面的研究，都是把风作为一种随机干扰来考虑的。WDS风帆助力船舶则是将风作为船舶的辅助驱动力，充分的利用了这种巨大的、无污染、永不枯竭的再生能源，达到绿色、环保、节能的目的。风帆作为船舶动力，关键在于如何控制风帆始终处于最佳的迎风角度，产生最大的推进力，同时使产生的横向力最小，要实现这一点，就需要对风帆的空气动力特性进行研究，然后设计一套风帆控制系统，实现对风帆运

5、动的控制。本文通过对风帆发展技术的研究，选用了翼型帆作为风帆助力船舶的辅助推进装置，分析了翼型帆的结构特点，论述了风翼最佳操帆曲线的确定方法；在实验室设计制作了加装有风翼辅助推进装置的目标船模，通过风洞试验，具体的分析了目标船模风翼的空气动力特性；建立了风翼的仿真模型，得到了在给定风速、航向、船速等条件下，不同风向时风帆产生最大推力值以及对应的横向力、帆转角的数值；依据上述实验及对风翼控制系统控制策略的研究，建立了风翼控制系统模型。对系统检测单元中传感器倾角变化与风向风速测量误差之间的关系进行了分析，得到了误差与倾角之间的拟合曲线，建立了测量误差的补偿算法，验证了补偿算法的

6、有效性和可信性；完成了风翼运动控制单元硬件电路和软件流程的设计。本文通过对WDS风翼翼型、空气动力特性、仿真模型受力状况的研究，风翼控制系统的设计，为WDS相关研发、设计、制造和实船试验等作了一些基础工作。关键词：风帆助力WDS特性风向风速测量控制模型J●‘奄r一一一’'rr^I，·●k啊h'英文摘要ABSTRACTWindwasconsideredasarandomdisturbanceinpreviousresearchaboutshipmovementcontrolandshipoperation．WDSsailingboostershiptreatstheforce

7、againstsailsbywindasaauxiliarydrivingforce，makingfulluseofthehuge，pollution—free，infiniterenewableresource，achievingthepurposeofgreen，environmentalprotection，energysaving·Howtokeepsailsstayatanoptimizedupwindangleconsistentlytorealizemaximumpro—forceandminimum