六自由度船舶模拟平台运动特性研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.1选题目的:

由于近年来对于新型船舶的研究迫切但由于船舶的大型性和航行条件的特殊性对于其前期的船体外形的确定就及其的不方便,但是六自由度船舶平台的建立将可以模拟船舶工作海况对其船体结构进行仿真测试来达到与其飞机实验所用的同样目的不见减少设计成本还节约实验时间较大程度上可在陆地上完成全部预期实验。

但是,对于六自由度平台的船舶应用国内外的开发研究相对较少国外主要用于航天和机床医疗等方面,即使有船舶上的应用也大多数用于海员的培训和船员晕船症的研究而且国内对于其在船舶上的深入研究也相对较少。

所以本毕业设计的目的是:为六自由度船舶模拟平台运动特性的研究和对于六自由度船舶模拟平台的搭建建立基础和参考,作为提高船舶模拟平台的模拟真实度和可模拟的范围的参考模拟方法和改进的的参考。

1.2意义:

六自由度船舶模拟平台的研究不仅为船舶的陆地模拟提供了解决方案,还可以结合目前vr技术结合提高对海员培训的真实度,同时可以通过六自由度平台的研究来反向研制一款可以抵抗船舶空间位置减摇系统,为海上医疗救援和船员工作生活提供更好的条件。同时通过对多个平台的柔性连接可以模拟海浪对新型船体进行非海洋的陆地测试提高船体结构的可靠度和降低制造成本节约时间等。

1.3现状:

主要用于航天和医学以及一些工厂所用的机器人例如比较典型的Gough—Stewart平台,基本虎克铰连接,动力机构有采用气动结构的、伺服电机的但主流还是液压的主要因为结合了前两种结构的特点,目前也有采用伺服液压的,比较典型的有海工大的潜艇减摇模拟平台,船舶工业的船舶海浪模拟平台和华科潜艇操作训练平台,所采用的运动特性的模拟计算的方法有传统的Newton-Raphson迭代法Newton-Euler法、Lagrange法、Kane法,进行运动方程的建立和求解,而且近几年对于神经网络的开发和应用也在该领域有了一定的应用对其求解进行了较为理想简化。

1.1选题目的:

由于近年来对于新型船舶的研究迫切,同时国家对于一带一路的提出以及目前中国在世界贸易中的第地位将带动航海业的发展而对于船舶的需要就会大大增加,同时随着近几年国家的科技发展迅速和经济飞速发展国家对于特种船舶的需要也是愈加强烈,例如南极科考船雪龙号,虽然是我国的船舶,但大部分核心技术都是俄罗斯的,这与国内所讲的中国制造是完全不相符合的,所以对于特种船舶的设计制造显得十分重要,近几年虽然国内的造船业有着突飞猛进的进步, 但由于船舶的大型性和航行条件的特殊性对于其前期的船体外形的确定就及其的不方便,然而六自由度船舶平台的建立将可以模拟船舶工作海况对其船体结构进行仿真测试来达到与其飞机实验所用的同样目的不见减少设计成本还节约实验时间较大程度上可在陆地上完成全部预期实验。所以六自由度船舶模拟平台是解决国内船舶设计试验周期过长的最佳最有效的方法

但是,对于六自由度平台的船舶应用国内外的开发研究相对较少国外主要用于航天和机床医疗等方面,即使有船舶上的应用也大多数用于海员的培训和船员晕船症的研究而且国内对于其在船舶上的深入研究也相对较少。

所以本毕业设计的目的是:为六自由度船舶模拟平台运动特性的研究和对于六自由度船舶模拟平台的搭建建立基础和参考,作为提高船舶模拟平台的模拟真实度和可模拟的范围的参考模拟方法和改进的的参考。

1.2意义:

六自由度船舶模拟平台的研究不仅为船舶的陆地模拟提供了解决方案,还可以结合目前vr技术结合提高对海员培训的真实度,同时可以通过六自由度平台的研究来反向研制一款可以抵抗船舶空间位置减摇系统,为海上医疗救援和船员工作生活提供更好的条件。同时通过对多个平台的柔性连接可以模拟海浪对新型船体进行非海洋的陆地测试提高船体结构的可靠度和降低制造成本节约时间等。

1.3现状:

  1. 国内现状:

    举例:

  • 大连海事大学的陈晶晶硕士对于船舶模拟器六自由度平台计算法害怕那个值进行了研究,利用变换矩阵列出液压杆伸缩长度反解方程,进行了非对称阀控制液压伺服系统建模仿真,并证明所构建模型的准确性及液压系统的仿真,但是其运动方程对于速度加速度并没有给出。

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