浮船塢沉浮系統(tǒng)建模及其仿真研究.pdf

1、本課題來源于某在建8萬噸浮船塢自動控制設計項目,為該項目子課題之一。本文所研究的浮船塢沉浮系統(tǒng)建模與仿真為該項目提供理論基礎與軟件支持。
　　 浮船塢是大型造船工業(yè)的重要工具,其突出特點是可以機動地靠近待修船舶。沉浮系統(tǒng)的工作效率與可靠性是浮船塢能否順利完成作業(yè)要求的關鍵因素。傳統(tǒng)浮船塢沉浮系統(tǒng)為人工手動控制,對作業(yè)人員的操作經(jīng)驗和專業(yè)素質要求很高,而且效率低、誤差大,存在很多弊端。隨著計算機和自動控制技術的迅猛發(fā)展,浮船塢的自

2、動控制設計成為必然趨勢。
　　 為豐富和夯實浮船塢沉浮系統(tǒng)的研究成果,本文圍繞浮船塢沉浮系統(tǒng)的建模和仿真,展開了較深入的研究工作。進而,分別研究了關于調節(jié)水量的優(yōu)化模型和調節(jié)時間的優(yōu)化模型,并提出了最優(yōu)化的調水方案。最后運用MATLAB對其進行仿真研究,結果顯示,所得調水方案滿足浮船塢設計要求。這為浮船塢的自動控制設計提供了有效的方法。具體研究工作包括:
　　 首先,計算了浮船塢各浮態(tài)參數(shù):吃水差、橫縱傾角、靜水力曲線等

3、,其中重點研究了靜水力曲線的計算方法。然后利用各浮態(tài)參數(shù)和物理平衡原理建立了浮船塢壓載水艙的配載模型,進而運用懲罰函數(shù)法對該模型進行求解得到各壓載水艙調節(jié)水量。
　　 其次,現(xiàn)在很多浮船塢是由廢船改造而成,這些浮船塢的塢體形狀不規(guī)則,壓載水艙的排列沒有規(guī)律可循,單純求解上述模型工作量大、步驟復雜、困難較多。為解決上述問題,本文基于配載模型,分別建立了調節(jié)水量優(yōu)化模型與調節(jié)時間優(yōu)化模型。進而,通過求解所得優(yōu)化模型得到各壓載水艙的調