一种关于减摇鳍的外部负载检测方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种关于减摇鳍的外部负载检测方法、装置及设备，改方法包括：步骤1，采集t

【技术实现步骤摘要】
一种关于减摇鳍的外部负载检测方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及减摇鳍
，特别涉及一种关于减摇鳍的外部负载检测方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]船舶航行时受到风浪扰动等外界强干扰作用时，会对船舶姿态产生较大影响，尤其是横摇运动，影响适航性。而减摇鳍作为迄今应用最为广泛的主动式减摇装置，其有效性在多种船型上得到验证，因此减摇鳍的可靠性评估结果就显得尤为重要。一般是通过传感器检测评估减摇鳍在船舶航行过程中受到的外部负载的方式评价减摇鳍可靠性，但是，由于减摇鳍处在舱外，海洋环境较为恶劣，这导致采用传感器直接测量外部负载的方法存在传感器安装环境差、传感器量程要求高等问题，进而导致无法准确测量减摇鳍的外部负载。

技术实现思路

[0003]本专利技术通过间接测算与迭代算法相结合的方式，无需额外增加传感器就可进行实时外部负载测算。
[0004]本专利技术提供一种关于减摇鳍的外部负载检测方法，包括：步骤1，采集t
n
时刻下的单个减摇鳍的转鳍角速度ω(t
n
)、流体攻角用于驱动单个减摇鳍的液压驱动油缸的进油口压力和出油口压力步骤2，构建流体力矩系数函数；步骤3，根据所述流体力矩系数函数、所述转鳍角速度ω(t
n
)、流体攻角进油口压力和出油口压力通过迭代法求解升阻合力和流体力矩，所述升阻合力和流体力矩即为检测到该减摇鳍的外部负载。
[0005]更近一步地，步骤1包括：通过鳍角发送器采集t
n
时刻下的转鳍角速度ω(t
n
)，以及获取鳍角发送器上显示的鳍角作为流体攻角通过进出油口的压力传感器获取进油口压力和出油口压力
[0006]更近一步地，步骤1包括：通过鳍角发送器采集t
n
时刻下的转鳍角速度ω(t
n
)，以及获取鳍角发送器上显示的对应鳍角通过进出油口的压力传感器获取进油口压力和出油口压力
[0007]更近一步地，流体力矩系数函数为：
[0008][0009]其中，M(α)为根据流体力矩函数计算得到减摇鳍的的流体力矩，α表示任一时刻下的任一流体攻角，流体攻角为外部流场中鳍与流水的夹角，ρ为海水密度，常数，V2(t
n
)为t
n
时刻下的航速的平方，V(t
n
)同时也代表了减摇鳍相对于水的速度，通过传感器采集，A表示减摇鳍鳍面积，为常数，b为减摇鳍弦长，为常数。
[0010]更近一步地，流体力矩通过流体力矩函数计算得到，流体力矩函数表示为：
[0011]M(α)＝M
油缸
(t
n
)
‑
M
f
(α)
‑
M
α
(t
n
)
[0012]其中，M
f
(α)为根据摩擦阻力矩函数计算得到的摩擦阻力矩，M
α
(t
n
)为t
n
时刻下，由于转动惯量引起的转矩，M
油缸
(t
n
)为油缸输出力矩；其中，M
油缸
(t
n
)＝P(t
n
)*S，油缸进出口压差S为油缸面积，常数。
[0013]更近一步地，摩擦阻力通过摩擦阻力函数计算得到，摩擦阻力矩函数表示为：
[0014]M
f
(α)＝μDF(α)
[0015]其中，μ为由O型圈、轴承等引起的摩擦阻力矩的综合摩擦系数，常数，D为O型圈、轴承外径，常数，F(α)为根据升阻合力函数计算得到的升阻合力。
[0016]更近一步地，升阻合力可升阻合力计算得到，升阻合力函数表示为：
[0017][0018]其中，ρ为海水密度，常数，V2(t
n
)为tn时刻下航速的平方，C(α)为减摇鳍升阻合力系数，通过鳍型试验数据拟合得来，为内部设计参数。
[0019]更近一步地，步骤3，包括：
[0020]步骤31，对于tn时刻，令将α
tn，1
作为在t
n
时刻下进入第1次迭代的值，然后，令x＝1，执行步骤32；
[0021]步骤32，依次根据所述流体力矩系数函数、升阻合力函数和流体力矩函数计算得到升阻合力流体力矩和流体力矩系数C
m
，根通过对应鳍型流体试验的拟合数据和C
m
求得新的对应流体攻角可求的
[0022]步骤33，判断与α
tn，1
的差值的绝对值是否小于10
‑5，若小于则输出此时的为tn时刻下第1轮计算得到的流体攻角，获取输出对应的升阻合力、流体力矩，获取的所述升阻合力、流体力矩即为检测到的外部负载；否则，令x＝x+1，将α
tn，x
作为下一次循环的输入，进入步骤34继续进行迭代运算；
[0023]步骤34，依次根据所述流体力矩系数函数、升阻合力函数和流体力矩函数计算得到升阻合力流体力矩和流体力矩系数C
m
，根通过对应鳍型流体试验的拟合数据和C
m
求得新的对应流体攻角可求的
[0024]步骤35，判断与α
tn，x
的差值的绝对值是否小于10
‑5，若小于则输出此时的为tn时刻下第x轮计算得到的流体攻角，获取输出流体攻角，对应的升阻合力、流体力矩，获取的所述升阻合力、流体力矩即为检测到的外部负载；否则，令x＝x+1，将
α
tn，x
作为下一次循环的输入，进入步骤34。
[0025]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种关于减摇鳍的外部负载检测装置，包括：第一处理模块，用于采集t
n
时刻下的单个减摇鳍的转鳍角速度ω(t
n
)、流体攻角、用于驱动单个减摇鳍的液压驱动油缸的进油口压力和出油口压力第二处理模块，用于构建流体力矩系数函数；第三处理模块，用于根据所述流体力矩系数函数、所述转鳍角速度ω(t
n
)、流体攻角进油口压力和出油口压力通过迭代法求解升阻合力和流体力矩，所述升阻合力和流体力矩即为检测到该减摇鳍的外部负载。
[0026]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述关于减摇鳍的外部负载检测方法的步骤。
[0027]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述关于减摇鳍的外部负载检测方法的步骤。
[0028]第五方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机程序产品，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器实现第一方面所述关于减摇鳍的外部负载检测方法的步骤。
[0029]本专利技术达到的有益效果是：通过实时采集某型以摆动油本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种关于减摇鳍的外部负载检测方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，采集t
n
时刻下的单个减摇鳍的转鳍角速度ω(t
n
)、流体攻角用于驱动单个减摇鳍的液压驱动油缸的进油口压力和出油口压力步骤2，根据构建流体力矩系数函数；步骤3，根据所述流体力矩系数函数、所述转鳍角速度ω(t
n
)、流体攻角进油口压力和出油口压力通过迭代法求解升阻合力和流体力矩，所述升阻合力和流体力矩即为检测到该减摇鳍的外部负载。2.根据权利要求1所述关于减摇鳍的外部负载检测方法，其特征在于，步骤1包括：通过鳍角发送器采集t
n
时刻下的转鳍角速度ω(t
n
)，以及获取鳍角发送器上显示的鳍角作为流体攻角通过进出油口的压力传感器获取进油口压力和出油口压力3.根据权利要求1所述关于减摇鳍的外部负载检测方法，其特征在于，步骤2包括：步骤21，构建升阻合力函数、摩擦阻力矩函数和流体力矩函数；步骤22，根据所述升阻合力函数、摩擦阻力矩函数和流体力矩函数构建流体力矩系数函数。4.根据权利要求3所述关于减摇鳍的外部负载检测方法，其特征在于，流体力矩系数函数为：其中，M(α)为根据流体力矩函数计算得到的减摇鳍的流体力矩，α表示任一时刻下的任一流体攻角，流体攻角为外部流场中鳍与流水的夹角，ρ为海水密度，为常数，V2(t
n
)为t
n
时刻下的航速的平方，V(t
n
)同时也代表了减摇鳍相对于水的速度，通过传感器采集，A表示减摇鳍鳍面积，为常数，b为减摇鳍弦长，为常数。5.根据权利要求3所述关于减摇鳍的外部负载检测方法，其特征在于，流体力矩函数表示为：M(α)＝M
油缸
(t
n
)
‑
M
f
(α)
‑
M
α
(t
n
)其中，M
f
(α)为根据摩擦阻力矩函数计算得到的单个减摇鳍受到的摩擦阻力矩，M
α
(t
n
)为t
n
时刻下，由于转动惯量引起的转矩，时刻下，由于转动惯量引起的转矩，M
油缸
(t
n
)为油缸输出力矩；其中，M
油缸
(t
n
)＝P(t
n
)*S，油缸进出口压差S为油缸面积，为常数。6.根据权利要求5所述关于减摇鳍的外部负载检测方法，其特征在于，摩擦阻力矩函数表示为：M
f
(α)＝μDF(α)其中，μ为由O型圈、轴承等引起的摩擦阻力矩的综合摩擦系数，常数，D为...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋衡捷，康义星，田艳丽，邵昱，
申请(专利权)人：上海衡拓船舶设备有限公司，
类型：发明
国别省市：