舰艇并靠导弹补给及波浪补偿系统研究

论文摘要

海上导弹补给是提高海军战斗能力的必要手段。由于风、浪、流的作用，使得海上补给作业非常困难。针对目前我国海上导弹补给系统无波浪补偿功能的缺陷，本文在国防预研项目支持下，建立了舰艇并靠导弹补给及波浪补偿系统。 本文建立了舰艇并靠导弹补给动力学模型，进行了舰艇并靠导弹补给及波浪补偿系统动力学仿真分析，获得了导弹箱在不同海况下和舰用起重机不同位置参数的运动规律，为舰艇并靠导弹补给系统设计提供了理论依据和技术基础；建立了舰艇并靠导弹补给及波浪补偿受控系统多体动力学，在补给舰和被补给舰随机运动下，在补给和波浪补偿系统作用下，应用多体系统离散时间传递矩阵法进行了补给系统动力学分析，得到了导弹补给过程中，波浪补偿时，导引电机和卷扬电机输入电机脉冲计算方法；建立了以PLC控制系统为核心，用扭矩传感器测量导引带产生的扭矩来控制补给过程的控制方法；对系统振动问题进行了研究，提出了通过调整伺服电机参数减少系统振动的方法。用非波浪起重机方式，首次解决了两船间吊装货物过程中对海浪引起船舶运动的自动补偿这一普遍的重要理论与技术难题；发明了防倾斜无动力导引无级变速自动卷扬装置，发明了舰艇海上并靠补给系统中的海浪自动补偿装置，建立了卷扬装置与主架柔性连接的全新设计方法，在国内首次建成了舰艇并靠导弹补给及波浪补偿系统。建成的舰艇并靠导弹补给及波浪补偿系统，无需对补给舰和被补给舰作任何改装，即可实现舰艇并靠导弹补给中的波浪补偿功能，并通过模拟平台试验验证了补给装置的可靠性和实用性。该系统填补了国内导弹补给波浪补偿技术的空白，具有重要的军事和经济价值，应用前景广阔。

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 常见海上导弹补给方法
• 1.3 常见的波浪补偿装置
• 1.4 波浪补偿方法国内外研究现状
• 1.5 本文的主要工作及创新点
• 2 无波浪补偿舰艇并靠导弹补给系统动力学
• 2.1 引言
• 2.2 舰艇并靠导弹补给系统动力学模型
• 2.3 坐标系和坐标变换
• 2.4 无波浪补偿舰艇并靠导弹补给系统动力学方程
• 2.5 无波浪补偿舰艇并靠导弹补给系统动力学仿真
• 2.6 本章小结
• 3 舰艇并靠导弹补给及波浪补偿受控系统动力学
• 3.1 引言
• 3.2 舰艇并靠导弹补给及波浪补偿受控系统动力学模型
• 3.3 舰艇并靠导弹补给及波浪补偿受控系统动力学方程
• 3.4 舰艇并靠补给及波浪补偿受控系统离散时间传递矩阵法
• 3.5 舰艇并靠导弹补给及波浪补偿受控系统动力学求解及工程实现
• 3.6 补给过程扭矩区间值和伺服电机脉冲的确定
• 3.7 滑模变结构控制方法
• 3.8 舰艇并靠导弹补给及波浪补偿受控系统动力学仿真
• 3.9 本章小结
• 4 舰艇并靠导弹补给及波浪补偿系统减振方法
• 4.1 引言
• 4.2 卷扬系统振动分析
• 4.3 伺服系统参数减振方法
• 4.4 增益调整
• 4.5 机械减振方法
• 4.6 本章小结
• 5 舰艇并靠导弹补给及波浪补偿系统设计与实现
• 5.1 引言
• 5.2 舰艇并靠导弹补给及波浪补偿系统组成
• 5.3 自动卷扬装置设计与实现
• 5.4 自动导引装置设计与实现
• 5.5 系统主架及导弹箱定位和缓冲装置设计与实现
• 5.6 自动控制系统设计与实现
• 5.7 本章小结
• 6 舰艇并靠导弹补给及波浪补偿系统试脸
• 6.1 引言
• 6.2 舰艇并靠导弹补给及波浪补偿系统模拟平台试验
• 6.3 舰艇并靠导弹补给及波浪补偿系统过载试验
• 6.4 舰艇并靠导弹补给及波浪补偿系统主架应变测试
• 6.5 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读博士期间发表论文和专利情况