Luận án Xác định tham số dao động của tàu thủy hoạt động trong môi trường sóng biển và giải pháp xây dựng hệ thống mô phỏng

Tên luận án:

XÁC ĐỊNH THAM SỐ DAO ĐỘNG CỦA TÀU THỦY HOẠT ĐỘNG TRONG MÔI TRƯỜNG SÓNG BIỂN VÀ GIẢI PHÁP XÂY DỰNG HỆ THỐNG MÔ PHỎNG

Ngành:

Kỹ thuật điện tử

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "Xác định tham số dao động của tàu thủy hoạt động trong môi trường sóng biển và giải pháp xây dựng hệ thống mô phỏng" tập trung giải quyết bài toán đo lường và mô phỏng dao động của tàu quân sự trên sóng. Trong bối cảnh Việt Nam là quốc gia biển với yêu cầu bảo vệ chủ quyền, hiệu quả hoạt động của các hệ thống vũ khí, khí tài trên tàu bị ảnh hưởng đáng kể bởi dao động do sóng biển. Việc đo đạc thực tế dao động tàu trong mọi điều kiện khai thác rất tốn kém và phức tạp, do đó, nghiên cứu xây dựng hệ thống mô phỏng trong phòng thí nghiệm là cấp thiết.

Mục đích chính của luận án là đề xuất giải pháp xây dựng hệ thống mô phỏng dao động của tàu trên sóng theo phương pháp kết hợp lý thuyết và thực nghiệm. Giải pháp này đặc biệt hữu ích khi không thể tiếp cận mô hình thủy động lực học chi tiết của tàu, nhằm phục vụ công tác thử nghiệm và hiệu chỉnh vũ khí, khí tài quân sự.

Luận án đã đạt được các kết quả nghiên cứu quan trọng thông qua việc giải quyết ba vấn đề cơ bản. Thứ nhất, luận án đề xuất giải pháp xác lập mô hình tín hiệu dao động của tàu trên sóng dựa trên phép nội suy từ số liệu đo thực nghiệm, kết hợp với các mô hình lý thuyết về sóng biển và thủy động lực học tàu thông qua công cụ MSS. Thứ hai, luận án xây dựng giải pháp đo thực nghiệm và hệ thống thiết bị đo các tham số dao động của tàu trên sóng, sử dụng cảm biến IMU 6 bậc tự do IB6 và thiết bị DEWE3020. Các kết quả đo thực nghiệm trên tàu HQ285 cho thấy giải pháp này có độ chính xác và tin cậy cao, với sai lệch dưới 5% so với tính toán lý thuyết. Thứ ba, luận án thiết kế và xây dựng hệ tạo dao động giả lập trên nền tảng HexaPod 6-DOF, có khả năng tái tạo dao động vật lý tương tự dao động của tàu trên sóng với biên độ, pha và tần số tương ứng, đồng thời đề xuất thuật toán điều khiển PID để đảm bảo hoạt động ổn định và chính xác.

Những đóng góp mới của luận án bao gồm việc đề xuất giải pháp xác định tham số dao động của tàu trên sóng trên cơ sở kỹ thuật đo lường điện tử hiện đại và xây dựng hệ thống mô phỏng giả lập dao động của tàu trên sóng, phục vụ nghiên cứu ảnh hưởng của dao động tàu đến hoạt động trang thiết bị, khí tài chuyên dụng của tàu hải quân. Hướng nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc bổ sung các tác động ngoài sóng và hoàn thiện bộ dữ liệu dao động cho các loại tàu tại Việt Nam.

Mục lục chi tiết:

• CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MÔ PHỎNG DAO ĐỘNG CỦA TÀU THỦY TRÊN SÓNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN

  • 1.1 Mô hình cấu trúc và phương pháp mô phỏng dao động của tàu trên sóng

    • 1.1.1 Nguyên lý xây dựng và mô hình cấu trúc hệ thống mô phỏng dao động của tàu trên sóng
    • 1.1.2 Phương pháp tạo dao động mô phỏng

  • 1.2 Tác động của sóng biển đến dao động của tàu và khả năng đo đạc, phân tách các thành phần dao động của tàu trên sóng

    • 1.2.1 Hệ quy chiếu và các tham số dao động của tàu
    • 1.2.2 Phương trình chuyển động của tàu thủy

  • 1.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về mô phỏng dao động của tàu trên sóng

  • 1.4 Kết luận chương 1

• CHƯƠNG 2. XÁC LẬP MÔ HÌNH TÍN HIỆU DAO ĐỘNG CỦA TÀU TRÊN SÓNG TRÊN CƠ SỞ NỘI SUY TỪ SỐ LIỆU ĐO THỰC NGHIỆM

  • 2.1 Cơ sở khoa học của việc xác lập mô hình tín hiệu dao động của tàu trên sóng bằng phép nội suy từ số liệu đo thực nghiệm

  • 2.2 Các mô hình sóng biển và giải pháp lựa chọn mô hình sóng tối ưu dùng cho mô phỏng dao động của tàu trên sóng

  • 2.3 Xây dựng mô hình tín hiệu dao động của tàu trên sóng bằng phương pháp kết hợp dựa trên mô hình thủy động lực học tàu “hợp lý”

    • 2.3.1 Xác định mô hình thủy động lực học tàu “hợp lý” dựa thuật toán 3 giai đoạn
    • 2.3.2 Xác lập mô hình tín hiệu dao động của tàu trên sóng dựa trên mô hình thủy động lực học tàu “hợp lý”

  • 2.4 Kết luận Chương 2

• CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG GIẢ PHÁP ĐO THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH THAM SỐ DAO ĐỘNG CỦA TÀU TRÊN SÓNG

  • 3.1 Yêu cầu đối với hệ đo tham số dao động của tàu trên sóng

  • 3.2 Xây dựng hệ đo xác định tham số dao động của tàu trên sóng

  • 3.3 Đo thực nghiệm dao động của tàu trong điều kiện biển thực tế

    • 3.3.1 Lựa chọn mẫu tàu phục vụ cho thực nghiệm
    • 3.3.2 Lựa chọn điều kiện thử nghiệm
    • 3.3.3 Tiến hành đo đạc thực nghiệm

  • 3.4 Kết luận chương 3

• CHƯƠNG 4. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ HỆ TẠO DAO ĐỘNG GIẢ LẬP TRÊN NỀN TẢNG HEXAPOD 6-DOF

  • 4.1 Thiết lập phương trình chuyển động cho hệ HexaPod 6-DOF

  • 4.2 Thiết kế hệ vật lý tạo dao động giả lập trên nền tảng HexaPod

  • 4.3 Đánh giá khả năng mô phỏng của hệ tạo dao động giả lập xây dựng trên nền tảng HexaPod

  • 4.4 Kết luận chương 4

• KẾT LUẬN CỦA LUẬN ÁN

  • 1. Các kết quả nghiên cứu

  • 2. Những đóng góp mới của luận án

  • 3. Hướng nghiên cứu tiếp theo

• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ