[發(fā)明專利]基于壓浪板的游艇縱向動(dòng)態(tài)減搖方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710102182.7
• 申請(qǐng)日: 2017-02-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106926990B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦江濤;柳高飛;崔連正;周智慧;李超逸;高楓;張悅欣;徐興浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B63B39/10
• 分類號(hào): B63B39/10;G06F17/50
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮(zhèn)西

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于壓浪板的游艇縱向動(dòng)態(tài)減搖方法，該方法采用的減搖系統(tǒng)包括控制器、可繞船尾上下轉(zhuǎn)動(dòng)的壓浪板、用于驅(qū)動(dòng)壓浪板轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置、用于檢測(cè)艇體縱向旋轉(zhuǎn)角度或角速度或角加速度的艇體縱搖傳感器，以及用于監(jiān)測(cè)壓浪板所處角度狀態(tài)的壓浪板角度傳感器。該方法包括如下步驟：1)通過(guò)艇體縱搖傳感器采集艇體縱向旋轉(zhuǎn)的角度或角速度或角加速度；2)壓浪板角度傳感器監(jiān)測(cè)壓浪板當(dāng)前角度并傳送給控制器，控制器求解壓浪板的目標(biāo)角度γ；3)控制器根據(jù)步驟2)中求解結(jié)果，控制所述驅(qū)動(dòng)裝置使壓浪板旋轉(zhuǎn)到目標(biāo)角度γ。本發(fā)明根據(jù)艇體縱向旋轉(zhuǎn)的角加速度或角速度，對(duì)壓浪板傾角進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，提高了游艇的舒適性能與安全性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種游艇縱向減搖技術(shù)，特別是指一種基于壓浪板的游艇縱向動(dòng)態(tài)減搖方法。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越注重出行的安全性與舒適性。現(xiàn)今，航空與陸路領(lǐng)域的出行舒適度已得到很大改善，而在海洋航行領(lǐng)域，因受海洋風(fēng)浪的影響，船舶極易在航行過(guò)程中發(fā)生船體傾斜與搖擺。改善船舶航行狀態(tài)、提高遠(yuǎn)洋航行舒適度也因此成為亟待解決的問(wèn)題之一。

游艇作為一種水上娛樂(lè)用高級(jí)耐用消費(fèi)品，消費(fèi)者對(duì)其舒適性、安全性有著更高的要求。排水式等游艇橫向減搖技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，而縱向減搖問(wèn)題還沒(méi)有得到實(shí)質(zhì)性的解決，更沒(méi)有得到應(yīng)用。日本、英國(guó)等國(guó)家都研究過(guò)縱向減搖裝置，但效果不甚理想，國(guó)內(nèi)在有關(guān)方面的研究更是較為空白。因此，發(fā)展縱向減搖技術(shù)對(duì)改善艇體縱搖、提高游艇舒適度方面潛力頗大。

現(xiàn)有的縱向減搖方式多為被動(dòng)式，能夠在一定程度上減小艇體縱搖，但同時(shí)也存在一些問(wèn)題。大部分減搖裝置達(dá)不到理想的減搖效果，減搖效率低，還會(huì)一定程度增加航行阻力。另外，減縱搖裝置過(guò)于復(fù)雜，不便于安裝，在實(shí)際工程中難以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。在性價(jià)比、施工難度、減搖效果等方面，目前的減搖裝置都達(dá)不到預(yù)期。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種的實(shí)施難度低、減搖效果好的基于壓浪板的游艇縱向動(dòng)態(tài)減搖方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于壓浪板的游艇縱向動(dòng)態(tài)減搖系統(tǒng)，包括控制器、可繞船尾上下轉(zhuǎn)動(dòng)的壓浪板、用于驅(qū)動(dòng)壓浪板轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置、用于檢測(cè)艇體縱向旋轉(zhuǎn)角度或角速度或角加速度的艇體縱搖傳感器，以及用于監(jiān)測(cè)壓浪板所處角度狀態(tài)的壓浪板角度傳感器；所述控制器的控制信號(hào)輸出端與驅(qū)動(dòng)裝置的控制信號(hào)輸入端相連，所述艇體縱搖傳感器的測(cè)量信號(hào)輸出端、壓浪板角度傳感器的測(cè)量信號(hào)輸出端分別與控制器的測(cè)量信號(hào)輸入端相連。

優(yōu)選地，所述艇體縱搖傳感器為六軸陀螺儀。

本發(fā)明同時(shí)提供了一種采用前述游艇縱向動(dòng)態(tài)減搖系統(tǒng)進(jìn)行游艇縱向動(dòng)態(tài)減搖的方法，包括如下步驟：

1)通過(guò)所述艇體縱搖傳感器采集艇體縱向旋轉(zhuǎn)的角度或角速度或角加速度，角度、角速度和角加速度可以通過(guò)求導(dǎo)或積分換算；

2)壓浪板角度傳感器監(jiān)測(cè)壓浪板當(dāng)前角度并傳送給控制器，控制器求解如下方程計(jì)算壓浪板的目標(biāo)角度γ：

式中，

γ為相對(duì)于船尾底板的角度，當(dāng)壓浪板與船尾底板平行時(shí)，γ＝0；以γ＝0為基準(zhǔn)，當(dāng)壓浪板向下旋轉(zhuǎn)時(shí)γ取正值，當(dāng)壓浪板向上旋轉(zhuǎn)時(shí)γ取負(fù)值；

α是上一時(shí)刻艇體縱向旋轉(zhuǎn)的角度；是α的一階導(dǎo)數(shù)，即上一時(shí)刻艇體縱向旋轉(zhuǎn)的角速度；是α的二階導(dǎo)數(shù)，即上一時(shí)刻艇體縱向旋轉(zhuǎn)的角加速度；

α₁是當(dāng)前時(shí)刻艇體縱向旋轉(zhuǎn)的角度；是α₁的一階導(dǎo)數(shù)，即當(dāng)前時(shí)刻艇體縱向旋轉(zhuǎn)的角速度；是α₁的二階導(dǎo)數(shù)，即當(dāng)前時(shí)刻艇體縱向旋轉(zhuǎn)的角加速度；