零航速下襟翼鰭升力建模與控制研究.pdf

1、減搖鰭是目前應(yīng)用最廣泛、最有效的主動(dòng)式船舶減搖裝置，其減搖效果可達(dá)90％以上。但當(dāng)船處于系泊狀態(tài)時(shí)，傳統(tǒng)減搖鰭并不起作用。為此國(guó)內(nèi)外對(duì)零航速減搖鰭開始了研究。國(guó)外已有成品安裝于船上。國(guó)內(nèi)哈爾濱工程大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院404教研室提出了零航速減搖鰭的概念，并研究了單翼和Weis-Fogh兩種機(jī)構(gòu)的零航速減搖鰭。為了產(chǎn)生更大的升力，王龍金博士在此基礎(chǔ)上提出了帶拱度翼型的變形鰭。但這種翼型對(duì)材料的要求很高，現(xiàn)在還不能滿足，為此提出用帶襟翼的減搖鰭來(lái)

2、滿足拱度的要求。
　　 本文所做的主要工作就是確定該翼型的運(yùn)動(dòng)方式及升力模型。根據(jù)零航速的特點(diǎn)，確定了襟翼鰭的運(yùn)動(dòng)方式：零航速下襟翼鰭的副鰭首先轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度，即改變鰭的拱度，然后整個(gè)鰭繞著鰭軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以此通過(guò)鰭的拍動(dòng)來(lái)產(chǎn)生升力。
　　 確定了鰭的運(yùn)動(dòng)方式后，接著建立零航速下襟翼鰭的升力模型。由于零航速襟翼鰭的受力情況比較復(fù)雜，將其分為理想情況下和漩渦情況下進(jìn)行討論。在理想情況下，通過(guò)一系列保角變換將鰭繞鰭軸轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為兩個(gè)

3、圓的平動(dòng)和繞圓心的轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過(guò)疊加求得兩個(gè)圓的流場(chǎng)復(fù)勢(shì)。通過(guò)伯拉休斯定理最終求得零航速下襟翼鰭在理想情況下的升力模型。在漩渦情況下，將其中線剖面作為研究對(duì)象，得到零航速襟翼鰭在漩渦情況下的升力模型。通過(guò)相加得到零航速襟翼鰭的升力模型。
　　 隨后對(duì)零航速下襟翼鰭的控制器部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，采用模糊自適應(yīng)PID控制器對(duì)其翼型進(jìn)行控制。通過(guò)MATLAB軟件中的SINMULINK搭建了模糊自適應(yīng)PBD控制器。
　　 最后利用SIN