非规则波动下直线航迹自抗扰控制数学模型设计

非规则波动,船舶直线航迹经常出现偏差,影响了船舶航行的稳定性和安全性。为此,针对传统PID控制、自适应神经网络控制2种方法控制效果差的问题,设计一种非规则波动下直线航迹自抗扰控制数学模型。该模型分为3部分:首先进行跟踪微分器设计,消除干扰因素的影响,然后利用扩张状态观测器,估计船舶运行状态,最后利用状态误差反馈,计算船舶运行误差,以此实现自抗扰控制。结果表明,与传统PID控制、自适应神经网络控制2种方法相比,利用设计的数学模型进行非规则波动下直线航迹自抗扰控制,得到的直线航迹与预期航迹之间的拟合优度更大,更接近1,由此说明自抗扰控制数学模型更能有效规范船舶直线航迹,保证了船舶航行的稳定性和安全性。     

面向海面观测的海上航迹自动控制方法

针对传统海上航迹控制方法中存在的碰撞率高、控制效率低的问题,提出面向海面观测的海上航迹自动控制方法。在待控制船舶上安装航迹控制器,通过控制器观测海面并采集海面数据,参考采集到的数据,计算海面上各个干扰因素对航迹影响情况,以船体动力表达式的形式表示。最后通过控制航行方位与速度以及自动调整航迹偏差2个步骤,实现海上航迹的自动控制。通过模拟实验得出结论:海上航迹自动控制方法的碰撞率比传统方法低40%,航迹偏移率低8.02%,提升了海上航迹的自动控制效率。     

基于改进PID控制的船舶航迹跟踪研究

传统PID控制的船舶航迹跟踪误差大,实时性差,无法满足船舶航迹跟踪的实际应用要求,为此提出了基于改进PID控制的船舶航迹跟踪方法,首先对传统PID控制的船舶航迹跟踪方法的工作原理进行分析,找到引起跟踪误差大的因素,然后引入人工鱼群优化算法对PID控制的参数进行实时调整,改善固定PID控制参数的缺陷,最后实现船舶航迹跟踪仿真模拟实验。相对于传统PID控制的船舶航迹跟踪方法,本文能以更高精度对船舶航迹进行跟踪,可以准确刻画船舶航迹的变化趋势,具有比较显著的优势。     

基于嵌入式技术的智能测绘船控制系统

传统智能测绘船控制系统,控制信号脉冲宽度调整程度不够,传输数据与控制指令存在偏差,导致测绘船航迹与导航线偏差较大。为此,提出基于嵌入式技术的智能测绘船控制系统设计方法。硬件设计方面,引入嵌入式接口,集成并连接多个传感器,构建系统总体结构,优化舵机控制器;软件设计方面,计算航向和舵角关系式、以及测绘船位置和目标点的航向差,得到系统PID控制形式,并将PID输出传递给舵机控制器。实验结果表明,设计系统相比传统系统,降低了测绘船航迹偏差,航向控制更为合理。     

基于航迹差和航向差的航迹自动控制算法

从研究引起航迹偏差的原因入手,对航迹偏差进行相关数理分析,对航迹自动控制结构和算法进行分析和对比。通过对目前比较流行使用的航迹自动控制结构和算法的优缺点进行比较,提出一种新的基于航迹差和航向差的航迹自动控制算法。该算法结合航迹直接控制和航迹间接控制结构的优点,不需要精确的船舶运动模型,具有结构简单、各参数物理意义明确、参数易于调整、航迹控制精度高,操舵次数少等优点。该算法在20世纪末已成功应用在某小型艇的航迹控制上,在航向受风浪干扰幅值达到4°的海况下,仍能取得在全航线上的航迹控制偏差小于5 m,平均操舵次数少于1次/2 min的效果。     

船舶轨迹运动控制方法改进研究

分析了船舶轨迹控制的直接法和间接法的特点,提出综合航向控制与航迹控制,利用航向差与航迹角度差的变化,调整航向差与航迹角度的相互关系来控制舵角,达到消除航迹偏差的控制目的。通过实船试验,验证了此方法简单实用、控制精度高、灵活性强的特点,特别是在复杂条件下,此法避免了大量的力学分析和算法推演,只考虑各种因素对船舶的实际影响结果,控制效果明显。     

基于机器人的舰船智能导航系统设计

随着AI控制技术的发展,智能机器人的应用领域在不断扩展,针对传统舰船导航系统航迹精度控制差的不足,设计一种基于机器人的舰船智能导航系统。智能导航系统的硬件部分由AMI1086芯片、FPGA电路控制模块、AIS信号收发模块、GPS导航模块和数据存储模块等部分构成,并给出基于机器人控制的舰船导航系统的主控程序,和用于航向纠偏的脉冲信号累计控制算法,以实现对舰船海上航行的精确控制。仿真结果表明,提出系统设计在航迹偏差方面要明显优于传统系统,有助于保证舰船的安全行驶。     

一种考虑船舶航速航向的AIS航迹插值方法

海上目标多手段融合探测中,需要等时间间距的AIS信息来描述船只的航行轨迹,作为验证其他船只探测手段的依据。针对传统的AIS线性插值方法在同一船只相邻2条AIS信息时间间隔过长时产生较大偏差的问题,本文提出一种新的AIS航迹插值方法。该方法综合考虑了目标的航速、航向等动态信息,通过对插值时间段内的船只位置进行预测,形成运动船只在该时间段内的插值航迹。最后,利用实测AIS数据对该方法进行验证,结果表明,相比线性插值,本文所提方法的航迹插值结果更接近船只在插值时间段内的实际航行轨迹。     

人工智能算法的舰船航向混合自动控制

为了减少舰船航向混合自动控制偏差,设计一个人工智能算法的舰船航向混合自动控制方法。首先提出舰船航向混合自动控制结构,然后确定寻优参数和控制规则,并对航迹偏差计算,最后采用遗传算法实现最后的舰船航向混合自动控制。实验结果表明。此次研究的人工智能算法的舰船航向混合自动控制方法有效减少了控制偏差,并减少了控制时间,实际应用效果较好。     

欠驱动机器人控制水面航迹自适应调整数学建模

在传统的水面航迹自适应调整数学建模方法所建模型的应用中,因水面航迹跟踪误差收敛速度慢,存在响应灵敏度低的缺点,导致船舶无法快速调整至预设航迹。基于此,设计一种欠驱动机器人控制水面航迹自适应调整数学建模方法。首先,建立船舶运动坐标系,其次,建立船舶运动方程,最后,利用欠驱动机器人实现水面航迹跟踪,至此完成欠驱动机器人控制水面航迹自适应调整数学建模方法的设计。与传统的水面航迹自适应调整数学建模方法作比较,实验结果表明,利用提出的建模方法所建模型具有更高的响应灵敏度,能够使船舶快速调整至预设航迹。     

无人帆船循迹航行的控制研究

提出一种适用于无人帆船循迹航行的控制器,并应用于一条1.5m长风帆艇的湖上航行测试。该控制器包含三个独立模块,局部路径策略模块决定帆艇的转向过程;帆自动控制模块根据帆位角和相对风向角的对应关系获取最佳推进力;舵自动控制模块基于从航海经验中提炼的245条模糊控制规则实现航迹调整。1.5m帆艇的湖上测试结果表明,该控制器在多种风场条件下都可有效完成帆艇的循迹航行,具有在无人帆船上实现长程航行的应用前景。     

航迹导航系统介绍

介绍航迹导航系统的规范要求、功能优点、性能及检验标准、分类及特点;说明常用厂家配置情况;以入级NK的船为例说明航迹导航系统的实船试验的要求,展望航迹导航系统今后的应用趋势。     

CRTSⅡ板式无砟轨道结构轨道板精铺技术

从测量控制、轨道板粗铺、轨道板精调、CA砂浆灌注等方面,阐述CRTSⅡ型板式无砟轨道轨道板精铺技术要点,实现了CRTSⅡ型高铁轨道板良好的结构连续性、平顺性、稳定性和耐久性等,为高速铁路的轨道施工提供参考。     

基于似然的航迹关联算法研究

文章以分布式多目标跟踪系统的航迹关联问题为研究对象,提出了四种基于似然的航迹关联算法,这两种算法通过建立似然函数来反应航迹间的相似程度,使航迹关联问题突破了样本容量和典型分布这两条限制,最后给出了典型环境下两种似然航迹关联算法的仿真,结果表明基于似然理论的航迹关联准则,能够达到比较满意的关联效果,体现了似然理论在解决航迹关联问题时的优良特性。     

基于目标运动特性的逻辑航迹起始方法

针对逻辑航迹起始算法不能有效剔除V字形的航迹,提出了一种基于目标运动特性的逻辑航迹起始方法。其主要思想是在逻辑法航迹起始阶段,利用三角函数式求解三个相邻时刻点的夹角,根据目标的运动特性,此夹角一般大于90°,因此通过对夹角进行限制,可以有效剔除与航迹成V字形的测量点迹。仿真结果表明,该方法可以有效地在杂波环境中快速起始航迹,具有较好的实用价值。     

一种船模拖曳水池轨道校验方法

为保证船模试验设施的精度,针对拖曳水池拖车速度不稳定的现象,提出一种校验拖车轨道的方法,经验证,该方法可以有效调整拖车轨道的变形,降低由轨道变形引起的拖车速度误差。     

船坞吊车道无缝轨道安装质量控制要点

船坞吊轨道安装的质量对吊车运行的稳定性、可靠性至关重要。焊接整体轨道(无缝轨道)可消除许多弊端,因而被广泛应用。以某大型船坞工程为例,介绍了用铝热烊法焊接安装无缝轨道的监理要点。可供参考。     

基于模糊综合函数的飞行计划与雷达航迹关联

文章针对飞行计划航迹准确推算的困难和传统飞行计划关联算法的缺陷,利用飞行计划、起飞报、位置报等报文较为准确的推算出计划航迹,并根据关联特点,运用模糊综合函数航迹关联算法的思想,建立了仿真模型,解决了关联问题。仿真结果验证了该算法的科学性、可行性。     

基于满意度门限检测的多雷达航迹对提取研究

针对多部雷达航迹对提取问题,首先提出了门限法,通过设定多个参数的门限,依据相关准则判断下一时刻的点是否选人该门限内,剔除野点后对单部雷达的观测数据建立航迹。进一步提出航迹在某时间段相交的判别准则,找出了各雷达站观测到的有相交时间段的航迹;对应多个有相交段的航迹,采用了线性插值的方法进行时间配准,让不同雷达表示同一目标位置的时刻集合扩大为一致;在此基础上,按照航迹相关准则抽取了表示同一目标的航迹对。仿真结果验证了算法的有效性。     

极坐标系下的航迹灰色区间关联算法

研究了雷达组网中时变系统偏差存在时的航迹关联问题。在分析时变偏差影响的基础上,从航迹的不确定区域着手,提出一种基于极坐标测量参数的航迹灰区域表示方法,并以此建立了区间灰数关联模型,实现了无需对系统误差配准的航迹关联配对。仿真结果表明,算法是有效的,并且具有较好的抗差性能。