[发明专利]基于压浪板的游艇纵向动态减摇方法

说明书

本发明公开了一种基于压浪板的游艇纵向动态减摇方法，该方法采用的减摇系统包括控制器、可绕船尾上下转动的压浪板、用于驱动压浪板转动的驱动装置、用于检测艇体纵向旋转角度或角速度或角加速度的艇体纵摇传感器，以及用于监测压浪板所处角度状态的压浪板角度传感器。该方法包括如下步骤：1)通过艇体纵摇传感器采集艇体纵向旋转的角度或角速度或角加速度；2)压浪板角度传感器监测压浪板当前角度并传送给控制器，控制器求解压浪板的目标角度γ；3)控制器根据步骤2)中求解结果，控制所述驱动装置使压浪板旋转到目标角度γ。本发明根据艇体纵向旋转的角加速度或角速度，对压浪板倾角进行实时控制，提高了游艇的舒适性能与安全性能。

技术领域

本发明涉及一种游艇纵向减摇技术，特别是指一种基于压浪板的游艇纵向动态减摇方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，人们越来越注重出行的安全性与舒适性。现今，航空与陆路领域的出行舒适度已得到很大改善，而在海洋航行领域，因受海洋风浪的影响，船舶极易在航行过程中发生船体倾斜与摇摆。改善船舶航行状态、提高远洋航行舒适度也因此成为亟待解决的问题之一。

游艇作为一种水上娱乐用高级耐用消费品，消费者对其舒适性、安全性有着更高的要求。排水式等游艇横向减摇技术已经相对成熟，而纵向减摇问题还没有得到实质性的解决，更没有得到应用。日本、英国等国家都研究过纵向减摇装置，但效果不甚理想，国内在有关方面的研究更是较为空白。因此，发展纵向减摇技术对改善艇体纵摇、提高游艇舒适度方面潜力颇大。

现有的纵向减摇方式多为被动式，能够在一定程度上减小艇体纵摇，但同时也存在一些问题。大部分减摇装置达不到理想的减摇效果，减摇效率低，还会一定程度增加航行阻力。另外，减纵摇装置过于复杂，不便于安装，在实际工程中难以实现应用。在性价比、施工难度、减摇效果等方面，目前的减摇装置都达不到预期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种的实施难度低、减摇效果好的基于压浪板的游艇纵向动态减摇方法。

为实现上述目的，本发明所设计的基于压浪板的游艇纵向动态减摇系统，包括控制器、可绕船尾上下转动的压浪板、用于驱动压浪板转动的驱动装置、用于检测艇体纵向旋转角度或角速度或角加速度的艇体纵摇传感器，以及用于监测压浪板所处角度状态的压浪板角度传感器；所述控制器的控制信号输出端与驱动装置的控制信号输入端相连，所述艇体纵摇传感器的测量信号输出端、压浪板角度传感器的测量信号输出端分别与控制器的测量信号输入端相连。

优选地，所述艇体纵摇传感器为六轴陀螺仪。

本发明同时提供了一种采用前述游艇纵向动态减摇系统进行游艇纵向动态减摇的方法，包括如下步骤：

1)通过所述艇体纵摇传感器采集艇体纵向旋转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过求导或积分换算；

2)压浪板角度传感器监测压浪板当前角度并传送给控制器，控制器求解如下方程计算压浪板的目标角度γ：

式中，

γ为相对于船尾底板的角度，当压浪板与船尾底板平行时，γ＝0；以γ＝0为基准，当压浪板向下旋转时γ取正值，当压浪板向上旋转时γ取负值；

α是上一时刻艇体纵向旋转的角度；是α的一阶导数，即上一时刻艇体纵向旋转的角速度；是α的二阶导数，即上一时刻艇体纵向旋转的角加速度；

α₁是当前时刻艇体纵向旋转的角度；是α₁的一阶导数，即当前时刻艇体纵向旋转的角速度；是α₁的二阶导数，即当前时刻艇体纵向旋转的角加速度；