科创中国
一种基于流固耦合的船用鳍主动柔顺控制方法
发布时间: 2023-09-13
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
电子信息技术,智能交通技术
成果介绍
本发明公开了一种基于水弹性力学、流固耦合和虚拟阻尼的船用鳍阻抗控制方法，旨在解决船用鳍在水中的主动柔顺控制问题，具体包括以下步骤：建立鳍体的欧拉‑拉格朗日动力学方程，以中心轴的转动角度、角速度和角加速度作为系统输入，并引入期望参考力实现力跟踪效果，以中心轴作为末端执行器，得到以鳍体为外部物体的阻抗控制系统，将流体对鳍体产生的附加特性整合到鳍体的阻抗特性，设计基于流固耦合的阻抗控制方法；最后进行稳定性分析，证明系统的阻抗误差收敛到零或零的邻域；同时，依据阻抗参数选取规则，以确定虚拟阻尼的方式实现参数优化，实现阻抗控制系统的参数优化。本发明贴近实际，柔顺控制效果好，力和位置跟踪更为准确。
成果亮点
本发明的目的是提出一种基于流固耦合的船用鳍柔顺控制研究方法，改进现有的船用鳍控制方法。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
基于流固耦合的船用鳍柔顺控制研究，具体包括以下步骤：
S1：选取单自由度的船用鳍刚性模型为研究对象，由中心轴提供动力鳍体做俯仰运动，忽略鳍体运动过程中的变形，ν表示无穷远处来流速度，a为半弦长，弦长为b，最大厚度为c，中心轴位于该鳍体弦长中心位置，且与重心、压心重合，用θ表示鳍体中心线绕轴转动后相对于水平基准线P的角度，对于绕中心轴转动的船用鳍模型，将期望驱动力矩与接触力转换到单个电机的力矩作差，再通过阻抗模型转换为电机旋转的角度量，就实现了单自由度的阻抗控制。
团队介绍
此技术为哈尔滨理工大学孙明晓研发，承担本专科及研究生层次普通高等学历教育工作承担科学技术研究工作并为社会提供相关服务
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”河北科技服务团 (河北省数字健康工程学会) 评价时间：2023-10-13
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