船舶操纵性第2章学习教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPTX 页数:45 大小:1.2MB 金币:10 举报 版权申诉
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会计学船受到扰动后的四种可能运动情况:(1)表示船受到扰动后,并在扰动消失后,其重心轨迹(guǐjì)最终恢复为原来的航线,称为“位置稳定性”,因为对于三个参数来说,都有:(2)表示船受到扰动后,并在扰动消失后,其重心轨迹最终恢复为与原来的航线平行的另一直线,称它具有“航向稳定性”,对此种情况有:3)表示船受到扰动后,并在扰动消失后,其重心轨迹最终恢复为一直线,但航向发生(fāshēng)了变化,称为“直线稳定性”,对此种情况有:船舶受扰后的几种运动情况之间的关系:具有“位置稳定性”的船,必须(bìxū)同时具有“航向稳定性”和“直线稳定性”;具有“航向稳定性”的船,必具有“直线稳定性”;不具有“直线稳定性”的船,也不具有“航向稳定性”和“位置稳定性”;不具有“航向稳定性”的船也就不具有“位置稳定性”。自动稳定性是船的自身属性,或称为船的固有稳定性。然而,对于实际的船,一般都只具有(jùyǒu)直线自动稳定性,不具有(jùyǒu)航向和位置的自动稳定性,只能通过操舵来实现航向与位置的稳定性。扰动(rǎodòng)一、运动稳定的基本概念设物体(wùtǐ)有n个运动参数或写成:受到扰动后有:二、扰动运动微分方程通过建立(jiànlì)扰动运动微分方程,可以研究扰动运动的变化规律,研究物体运动的稳定性。设描述物体运动的n个微分方程式可写为:若要求扰动随时间的变化规律,则需积分上面的扰动微分方程组;若只是(zhǐshì)判断运动的稳定性,则只需分析扰动微分方程组特征方程的根。分析方法:将扰动微分方程组逐步消元后,可导出关于某一参数(cānshù)(如)的高阶微分方程,再由这个高阶微分方程就可确定关于该参数(cānshù)的特征方程式:设特征方程的n个根为,则扰动(rǎodòng)方程的解为:当时,对于“渐进稳定(wěndìng)”过程,有两种情况:②则过渡过程(guòchéng)是振荡的衰减过程(guòchéng)。由上述结论(jiélùn)可以得知,三、古尔维茨判别法——稳定性研究的基本工具之一不用求解扰动微分方程组的特征(tèzhēng)方程式的根,直接由方程的系数判断根的符号,进而确定过程的稳定性的方法。设有n次方程式:作古尔维茨行列式:在主对角线上依次(yīcì)写出从方程的第二个系数起的系数,……..其他各列的元素以主对角线为准,向左时下标依次(yīcì)增加,向右时下标依次(yīcì)减少,凡下标大于n或小于零时,均以零替代。则n次方程式的全部根具有(jùyǒu)负实部(即渐进稳定)的充分必要条件是所有的古尔维茨行列式为正的,即例如(lìrú)对于二次方程:一、船舶扰动运动方程及其解为了分析(fēnxī)船舶的航向稳定性,本节开始讨论船舶直线运动时对角速度的自动稳定性,即考察船舶受到扰动后,在不操舵的情况下,当:,并着重分析(fēnxī)船具有自动稳定性的条件。不考虑操舵情况下的K-T方程为:扰动(rǎodòng)方程船的艏向角的自动(zìdòng)稳定性分析船的艏向增量:二、船舶(chuánbó)直线运动自动稳定性的判别第二章船舶(chuánbó)运动的航向稳定性由于(yóuyú):从公式:可以(kěyǐ)看出:⑤船的质量(zhìliàng):由于无因次的四、改善稳定性的方案①增加艉部在纵中剖面上的投影面积,将使阻尼力矩增大,同时使得横向阻尼力增大,并且(bìngqiě)横向作用力在艏艉的分布更加均匀,从而使减少,故使船的稳定性增加。②适当增加船艉部的纵倾,即相当于增加了艉部在纵中剖面(pōumiàn)上的投影面积,从而使稳定性增加。③提高舵效,可以同时提高控制稳定性和控制机动性。以上只是单纯(dānchún)的从稳定性的角度分析船形的影响。应当指出,回转型与稳定性对船形的要求是相矛盾的,稳定性太好的船则回转型较差,所以船的稳定性应该适当而不要过好,应该根据船舶的任务全面考虑而有所侧重。例3:二阶线性系统的稳定性:对于(duìyú)线性系统,设其解为:哈尔滨工程大学船舶(chuánbó)工程学院感谢您的观看(guānkàn)。