本发明专利技术公开了基于气浮主动控制装置的自适应舰摇稳定技术和系统，所述技术包括步骤1)，控制系统(50)读取由船体加速度计(60)采集的信号：步骤2)，基于船体加速度计(60)采集的信号，判断船体是否产生舰摇；步骤3)，控制系统(50)通过控制空气弹簧(20)以改变载物平台(10)的高度，使船舶固定荷载(2)产生受迫振动；步骤4)，判断舰摇是否消除，如果判断没有消除，返回步骤3)；如果判断消除，则进行步骤5)；步骤5)，控制系统(50)增大受控阻尼器(30)中的阻尼量，以衰减受迫振动。以衰减受迫振动。以衰减受迫振动。
【技术实现步骤摘要】
一种基于气浮主动控制装置的自适应舰摇稳定技术和系统
[0001]本专利技术涉及船舶振动控制
，具体为一种基于气浮主动控制装置的自适应舰摇稳定技术及系统。
技术介绍
[0002]目前，针对舰船在海上航行时海浪起伏造成船舶摇晃(下文简称舰摇)的主动控制技术研究较少，现有技术多通过在舰船水下部分加装减摇鳍、减摇舵、T型翼，或在内部加减摇水箱等方式进行减摇，但这些技术仍存在一些缺陷，具体如下：
[0003](1)未能充分利用船舶固定荷载。传统的减摇技术为产生较大的减摇力矩，往往需要安装额外配重，或增大减摇装置外形尺寸，变相减少了船舶的有效载重量，不利于舰上空间的充分利用。
[0004](2)未采用主动控制技术。以减摇水舱为例，该技术依靠水在左右水舱的惯性再分配来产生减摇力矩，减摇效果十分有限，且在无受控阻尼器的情况下减摇力矩需要较长时间才能震荡归零，不利于迅速调整。
[0005]因此，需要新的技术方法，以至少部分地克服现有技术中存在的技术问题。
技术实现思路
[0006]为了克服现有技术之不足，本专利技术提出了一种基于气浮主动控制装置的自适应舰摇稳定技术，基于振动控制理论，充分发挥气浮主动控制装置的振动控制特性，利用船上固定荷载产生与舰摇振动反相的减摇力矩，借助加速度计和受控阻尼器，实现对舰摇的抑制和消除，降低船体倾覆的可能。
[0007]更具体地，根据本专利技术的一方面，提供一种基于气浮主动控制装置的自适应舰摇稳定系统，包括：
[0008]载物平台(10)、空气弹簧(20)、受控阻尼器(30)、平台加速度计(40)、控制系统(50)以及船体加速度计(60)；
[0009]其中，空气弹簧(20)设置在载物平台(10)与船体(1)之间，用于支撑载物平台(10)，空气弹簧(20)上设置有充气阀门(21)和放气阀门(22)；
[0010]受控阻尼器(30)的两端分别设置在空气弹簧(20)的上端和下端；
[0011]平台加速度计(40)固定设置在载物平台(10)上，用于测量载物平台(10)的振动参数；
[0012]船体加速度计(60)设置在船体(1)左右舷上，用于测量船体的振动参数；以及
[0013]控制系统(50)分别与空气弹簧(20)、受控阻尼器(30)、平台加速度计(40)以及船体加速度计(60)电连接，根据平台加速度计(40)以及船体加速度计(60)的测量信号，控制空气弹簧(20)以及受控阻尼器(30)，由此形成自适应舰摇稳定系统。
[0014]根据本专利技术的实施方案，其中载物平台(10)的振动参数包括受迫振动的频率、幅值以及相位。
[0015]根据本专利技术的实施方案，其中船体的振动参数包括舰摇所产生的频率，幅值和相位。
[0016]根据本专利技术的实施方案，其中所述受控阻尼器(30)为粘滞阻尼器。
[0017]根据本专利技术的另一方面，提供一种基于气浮主动控制装置的自适应舰摇稳定技术，包括：
[0018]步骤1)，控制系统(50)读取由船体加速度计(60)采集的信号：
[0019]步骤2)，基于船体加速度计(60)采集的信号，判断船体是否产生舰摇，当判断没有产生舰摇时返回步骤1)；当判断产生舰摇时，进一步采集舰摇的频率，幅值和相位，并进入步骤3)；
[0020]步骤3)，控制系统(50)通过控制空气弹簧(20)以改变载物平台(10)的高度，使船舶固定荷载(2)产生受迫振动；
[0021]步骤4)，控制系统(50)读取由平台加速度计(40)采集的受迫振动的振动参数，并与船体加速度计(60)采集的舰摇参数相比较，以判断舰摇是否消除，如果判断没有消除，返回步骤3)；如果判断消除，则进行步骤5)；
[0022]步骤5)，控制系统(50)增大受控阻尼器(30)中的阻尼量，以衰减受迫振动。
[0023]根据本专利技术的实施方案，其中步骤2)中，当船舷在垂直方向上产生周期性变化的加速度时，判定舰摇产生。
[0024]根据本专利技术的实施方案，其中步骤3)中，控制系统(50)通过交替开闭空气弹簧(20)上的充气阀门(21)和放气阀门(22)，以改变载物平台的高度。
[0025]根据本专利技术的实施方案，其中步骤4)中，所述受迫振动的频率与舰摇频率相等，且相位差为半个周期，则判断舰摇消除。
[0026]根据本专利技术的实施方案，其中所述基于气浮主动控制装置的自适应舰摇稳定技术还包括以在船体的一侧布置、双侧布置或横跨布置方式来布置一个或多个自适应舰摇稳定系统。
[0027]与现有技术相比，本专利技术提供新的设计方案并且能够实现有益效果：
[0028](1)气浮主动控制装置使船舶的固定荷载产生可控受迫振动。该装置主要由空气弹簧、充气阀门、放气阀门、受控阻尼器、载物平台、平台加速度计和控制系统组成。装置安装在船舶的固定荷载下方，装置内的控制系统通过开闭充、放气阀门，动态调整空气弹簧上方载物平台的高度，使船舶固定荷载产生受迫振动，该受迫振动的频率、幅值、相位均受控制系统控制。除此之外，控制系统还可通过增大受控阻尼器的阻尼大小，迅速衰减该受迫振动。
[0029](2)自适应的舰摇稳定技术。该技术借助气浮主动控制装置及其内部的控制系统实现，通过在船体两侧布置单个或多个气浮主动控制装置，使船舶固定荷载产生与舰摇频率相等，相位差为半个周期的受迫振动，该受迫振动产生减摇力矩，用以消除舰艇摇晃。对于宽度较小的船舶，控制装置采取横跨式的布置方式，控制系统单独控制位于船舶左右舷的空气弹簧高度为载物平台上的固定荷载施加倾覆力矩，该倾覆力矩的反力矩充当减摇力矩，同样起到消除舰摇的作用。
附图说明
[0030]附图1为根据本专利技术实施方案的基于气浮主动控制装置的自适应舰摇稳定技术的原理示意图；
[0031]附图2为根据本专利技术实施方案的基于气浮主动控制装置的自适应舰摇稳定技术的流程示意图；
[0032]附图3为根据本专利技术实施方案的基于气浮主动控制装置的自适应舰摇稳定系统的结构示意图；以及
[0033]附图4为根据本专利技术实施方案的基于气浮主动控制装置的自适应舰摇稳定系统的布置方式示意图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]图1为根据本专利技术实施方案的基于气浮主动控制装置的自适应舰摇稳定技术的原理示意图；图3为根据本专利技术实施方案的基于气浮主动控制装置的自适应舰摇稳定系统的结构示意图。参考图1和3，借助于安装在船体1左右舷的船体加速度计60，气浮主动控制装置中的控制系统50可自动识别当前舰摇烈度，并计算舰摇的频率、幅值和相位等特征参数，并生成舰摇振动曲线，如图1中的ABC曲线所示，在一个舰摇周期中，A、B、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于气浮主动控制装置的自适应舰摇稳定系统，其特征在于，包括：载物平台(10)、空气弹簧(20)、受控阻尼器(30)、平台加速度计(40)、控制系统(50)以及船体加速度计(60)；其中，空气弹簧(20)设置在载物平台(10)与船体(1)之间，用于支撑载物平台(10)，空气弹簧(20)上设置有充气阀门(21)和放气阀门(22)；受控阻尼器(30)的两端分别设置在空气弹簧(20)的上端和下端；平台加速度计(40)固定设置在载物平台(10)上，用于测量载物平台(10)的振动参数；船体加速度计(60)设置在船体(1)左右舷上，用于测量船体的振动参数；以及控制系统(50)分别与空气弹簧(20)、受控阻尼器(30)、平台加速度计(40)以及船体加速度计(60)电连接，根据平台加速度计(40)以及船体加速度计(60)的测量信号，控制空气弹簧(20)以及受控阻尼器(30)，由此形成自适应舰摇稳定系统。2.根据权利要求1所述的基于气浮主动控制装置的自适应舰摇稳定系统，其特征在于，载物平台(10)的振动参数包括受迫振动的频率、幅值以及相位。3.根据权利要求1所述的基于气浮主动控制装置的自适应舰摇稳定系统，其特征在于，船体的振动参数包括舰摇所产生的频率，幅值和相位。4.根据权利要求1所述的基于气浮主动控制装置的自适应舰摇稳定系统，其特征在于，所述受控阻尼器(30)为粘滞阻尼器。5.一种利用根据权利要求1
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4中任一项所述基于气浮主动控制装置的自适应舰摇稳定系统的自适应舰摇稳定技术，其特征在于，包括：步...
【专利技术属性】
技术研发人员：高昕星，黄伟，杜林林，祖晓臣，
申请(专利权)人：国机集团科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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