一种船体分段测量点云自动匹配的算法

为了能准确分析船体分段的建造误差,给出合理的建造精度评价,船体分段测量点数据与CAD模型的精准匹配是关键。针对目前船舶测量点数据的特点,提出一种以全站仪测得的船体分段测量点集为处理对象,自动进行测量点数据与CAD模型匹配的算法。该算法基于四元数理论对测量点集进行旋转和平移调整使匹配结果最优。实例表明,该算法效率高,不采用迭代方法求最优解,不用对测量点进行初始匹配,直接进行自动匹配,可准确地评价船体分段建造精度,为后续装配提供依据。     

面向信息集成的装配BOM转换方法研究

物料清单(BOM)贯穿于制造业产品生命周期的各个阶段,是制造业企业的核心数据.针对BOM数据在多视图转换过程中普遍存在流传不畅的现状,提出一种基于相似匹配算法的BOM视图转换方法.在分析企业中各种BOM视图差异性的基础上,采用基于组合规则的BOM转换方法,创建了装配BOM转换的基础模型,给出了BOM结构图匹配算法的定义规则及其转换方法,最终以BOM结构重用的方式实现装配BOM的高效转换.以某型号船用柴油机关键件为对象,进行装配BOM转换,验证了该方法的可行性和高效性.     

海底地形辅助导航SITAN算法的改进

利用海底地形辅助导航是水下载体导航技术致力研究的新方向,在利用多波束测深系统测量真实地形数据的基础上,采用SITAN算法作为对准匹配算法,对传统的SITAN算法加以改进,进行仿真计算,得到水下载体的最佳匹配位置,以提高水下载体的导航精度.仿真结果表明,改进后的SITAN算法更能满足导航的精度要求.     

重力场和地磁场综合匹配在导航中的运用

以重力等值线图辅助惯性导航匹配为主要的匹配方法,同时用地磁等值线图来修正重力辅助惯性导航中的误差,以达到航迹的精确匹配。最后利用重力场数据和地磁场数据进行仿真,实验结果表明该算法相比于使用单一的惯性导航算法,提高了匹配精度。     

基于改进蚁群算法的装配序列规划研究

针对复杂装配产品的装配序列规划问题,构建了包含零部件装配方向、重量、尺寸、装配关系数以及装配连接方法的装配序列评价体系函数.提出一种改进的蚁群算法,建立了算法寻优的数学模型和以零部件为对象的启发式函数,将启发式函数值作为引导蚂蚁进行零部件选择的信息素,并在蚂蚁逐步寻优过程中加入候选零部件筛选规则、装配方向规则和装配阻碍规则等计算规则,辅助蚂蚁摒弃劣质解选择最优解,直到获得产品的整条装配序列.最后以船舶某机型柴油机气缸盖模型为例,验证了改进蚁群算法在求解复杂产品装配序列规划问题的可行性和有效性.     

雷达模拟视频与电子海图实时叠加匹配算法

由于在利用原有算法进行雷达模拟视频与电子海图实时叠加匹配时,在匹配特征点个数为32～41个的范围内,存在匹配精度较低的问题,因此提出一种新的雷达模拟视频与电子海图实时叠加匹配算法。通过分段线性插值法对墨卡托海图投影进行快速计算,以修正电子海图产生的长度变形。对雷达模拟视频数据实施坐标变换处理,也就是把雷达模拟视频数据的大地投影坐标转变成电子海图的墨卡托直角坐标。以GPS坐标值为依据对电子海图上船舶的定位点进行确定,并将其作为叠加显示雷达模拟视频与电子海图的定位参考点,实现二者的实时叠加匹配算法。通过进行该算法与原有算法的对比实验,证明该算法的匹配精度更高,实现了性能突破。     

深海平台操舵机构运动精度可靠性分析

针对深海平台操舵机构运动精度不足严重威胁平台结构安全的问题,以某深海平台摆缸式操舵机构为例,将构件加工尺寸、角度等参数考虑成随机变量,建立摆缸式操舵机构运动精度可靠性分析模型,给出可靠性求解方法及算例;分析运动精度与舵叶偏角之间的关系发现,舵柄与油缸夹角与90°相差越大,舵偏角误差越大;通过计算灵敏度因子得到各因素对操舵机构运动精度失效的影响程度排序及改进建议。     

基于CFD的水下回转体高速运动阻力预报精度影响研究

水下回转体高速运动的阻力精确预报对潜艇性能研究意义重大,其复杂的影响因素对预报精度提出了挑战.本文基于商业CFD软件Fluent,设计了3种不同网格数量与3种不同Y+值,共9套网格,在5种不同的湍流模型下仿真计算水下回转体高速运动的阻力,以考察网格数量、壁面y+值以及湍流模型对计算精度的影响.并且通过对比试验数据发现:网格数量增大对提高计算精度有积极作用,除k-ε模型在y+＜5时误差较大外,其余模型计算精度均在接受范围内,并且k-ω精度稳定性较好,对通用Y+＜ 120的范围内均可满足工程要求,这对潜艇高速运动阻力预报有一定参考价值.     

基于重力相关的干扰值处理和匹配选择算法

针对重力相关匹配算法运算量巨大，提出一种基于相关极值法的重力匹配干扰值处理和匹配选择算法。该算法利用相关极值法的内在约束条件，构造一种干扰值处理方法，有效地剔除了重力匹配中大量的干扰数据，经仿真计算表明，该方法大大提高了重力匹配的速度。     

船舶分段总组装配制造信息匹配关联技术研究

为实现船舶总装制造精细化管理,改变生产过程中工时定额传统的管理模式,提高分段总组装配定额管理的准确性,实现合理派工.利用TRIBON M3设计的船舶结构和舾装几何数据,对装配计划所定义零部件的装配信息与外部数据库定义的定额标准进行匹配性关联开发,形成以装配计划树为层级关系,匹配组立与零件属性的信息,关联外部相应工种定额信息的工时表、派工单,避免人工定额的粗放管理,提高船企管理效率与精度.     

利用ICCP的水下地磁修正惯导方法研究

迭代最近等值线算法（ICCP）是一种重要的地磁匹配导航算法。首先,为了获取相对精度较高的位置信息,又在一定程度上达到弥补实测数据精度不足的目的,将二次插值技术应用到地磁匹配算法中;然后,仿真计算得到了最佳匹配位置;最后,针对目前水下航行器通过航位推算等传统方法实现惯导重调的弊端,提出将地磁匹配位置误差作为观测量,用卡尔曼滤波对惯导系统的速度、位置和姿态误差进行最优估计。由最后仿真结果表明,以磁场匹配位置误差作为观测量来估计惯导误差是可行的。     

一种改进的船舶极短期运动预报精度分析方法

针对目前船舶极短期运动预报中以真实值与各理论预报算法的均方差最小来确定最优预报算法可能导致真正的最优算法被排除的情况,采用波形匹配和仿射变换提出一种改进的精度分析方法,用于船舶极短期运动预报的最优算法确定。该方法首先识别预报信号的周期和波数等关键波形参数,通过仿射变换为一个与真实信号同周期同相位的新信号,进而计算船舶运动时间序列间真实值与新信号的均方差,从而确定船舶极短期运动预报的最优算法。实际应用表明,该方法可以更合理地确定船舶极短期运动预报的最优算法。     

基于粒子群遗传搜索算法的水下结构内部激励力源识别

文章针对水下弹性结构,提出一种识别结构内部激励力源的匹配场处理方法及基于结构辐射声场的广义拷贝场概念,并提出采用粒子群遗传融合搜索算法对最优力源强度进行匹配搜索。以水下自由声场中的单层圆柱壳体为研究对象,采用数值计算方法建立了结构辐射声场传递函数拷贝场,并对匹配搜索算法进行了数值仿真分析。在消声水池中进行了水下单层圆柱壳体辐射声场测试,将测试结果与拷贝场进行了匹配处理。仿真结果与试验结果均表明,这种力源识别匹配场处理方法可以有效地针对结构内部的力源强度进行分析排序,利用匹配识别的结果进行辐射噪声预报时,预报精度很高。     

基于粒子群遗传搜索算法的水下结构内部激励力源识别（英文）

文章针对水下弹性结构,提出一种识别结构内部激励力源的匹配场处理方法及基于结构辐射声场的广义拷贝场概念,并提出采用粒子群遗传融合搜索算法对最优力源强度进行匹配搜索。以水下自由声场中的单层圆柱壳体为研究对象,采用数值计算方法建立了结构辐射声场传递函数拷贝场,并对匹配搜索算法进行了数值仿真分析。在消声水池中进行了水下单层圆柱壳体辐射声场测试,将测试结果与拷贝场进行了匹配处理。仿真结果与试验结果均表明,这种力源识别匹配场处理方法可以有效地针对结构内部的力源强度进行分析排序,利用匹配识别的结果进行辐射噪声预报时,预报精度很高。     

三维数字化鱼雷结构的自动布局设计

对鱼雷典型布局方案、布局对象、布局约束、布局知识及布局行为和过程展开了深入的分析研究,在基于产品设计复用原则的前提下,对各类鱼雷的装配方案进行分析总结,形成该类产品的装配设计模板,作为智能布局的经验依据,并在此基础上建立了三维数字化鱼雷结构的自动布局设计算法、段间装配特征识别与匹配算法等.在UG环境中,应用此方法开发和实现了基于全雷详细布局经验知识库的智能化总体布局,为进一步研究鱼雷的智能化综合设计奠定了基础.     

分析预测理论在空间位置探测数据处理中的应用(Ⅰ)--空间位置探测数据处理问题和关键技术

这组系列文章将介绍作者研究提出的分析预测理论,以及该理论在目标空间位置探测数据处理问题中的应用.从宏观上讲这种应用几乎平行于传统方法地给出了一整套全新的空间位置探测数据理论和算法.从微观上看,这种应用还具有一些传统方法没有的特点,例如可以对目标运动的模式进行识别(因此确保我们以与目标运动模式相同的或类似的模拟方程对目标进行滤波,从而获得精度更高的预测值),可以给出目标在未来时刻的真实值的范围为我们进行数据关联提供更好的判据,可以解决一维和两维探测数据的融合问题,可以对不同探测精度的数据进行点迹融合等.另外该系列文章研究的工作与传统的工作有较大的互补性.该系列文章首先给出空间位置探测数据的处理问题的定义,并从中抽象出关键技术.在接下来的系列文章中将讨论解决这些关键技术的思路以及关键技术的分解,理论数学模型,分析预测理论,分析预测处理方法的解的存在性证明,相关算法等.其核心有,目标运动模式的识别技术(模拟方程的选择问题),模拟方程参数的选择技术,运动模式发生改变的识别技术,航迹聚类技术,航迹和点迹聚类技术,航迹融合技术,不同探测精度和维数的点迹融合技术,位置预测的评估技术等.最后给出仿真实验数据和结果,与传统方法对比的仿真实验数据和结果,以及分析和统计互补使用等问题.     

基于加权预测残差的模型群切换算法研究

以舰艇反导武器系统中的机动目标跟踪与预测方法研究为背景,在分析变结构多模型算法的基本框架及模型群切换算法仿真计算流程的基础上,依据滤波过程中预测残差对跟踪精度的影响,提出一种基于加权残差的模型群切换方法.针对现代反舰导弹末端"蛇行机动"的运动特点,设计了不同的模型集,在想定的初始条件下进行Monte Carlo仿真实验,结果表明:提出的算法运行稳定,具有较高的费效比.     

基于层次等级关联关系模型的装配序列规划

在对产品零件之间的关系进行分析的基础上,将装配关系按等级分类,提出了一个层次等级关联关系模型,此模型集中了层次模型和关系模型的优点.并引入拓朴排序算法,进行改进后应用于装配序列生成,此算法具有简单易行的特点.     

基于IDW插值法的断面快速生成方法研究实现

针对断面生成过程中数据插值方法研究,选择最常用的空间内插方法之一—IDW插值法,实现了水底地形断面插值,并分析了插值精度;实现了断面生成软件开发,研究大样本数据快速插值算法,提高了软件计算效率。     

基于CFD的水下回转体高速运动阻力预报精度影响研究

水下回转体高速运动的阻力精确预报对潜艇性能研究意义重大,其复杂的影响因素对预报精度提出了挑战。本文基于商业CFD软件Fluent,设计了3种不同网格数量与3种不同Y+值,共9套网格,在5种不同的湍流模型下仿真计算水下回转体高速运动的阻力,以考察网格数量、壁面Y+值以及湍流模型对计算精度的影响。并且通过对比试验数据发现:网格数量增大对提高计算精度有积极作用,除k-ε模型在Y+<5时误差较大外,其余模型计算精度均在接受范围内,并且k-ω精度稳定性较好,对通用Y+<120的范围内均可满足工程要求,这对潜艇高速运动阻力预报有一定参考价值。