船舶舵机推舵系统频率特性分析与研究

舵机频率响应特性严重制约着舵机快速正弦转舵性能。分析影响舵机频率响应特性的各个因素,便于使所设计的舵机的截止频率高于期望的正弦转舵频率,可简单有效解决舵机频率响应对舵机快速正弦转舵性能的制约。为了分析舵机系统频率响应特性,建立了基于ADAMS、AMESim和MATLAB的联合仿真模型。基于仿真模型,分析了舵机系统各参数对其频率响应特性的影响,并指出了影响舵机系统频率特性的主要参数。仿真结果表明,变量泵频响制约系统频响特性;推舵机构固有频率与柱塞缸有效作用面积、个数和推舵力臂正相关,与舵柄惯量、柱塞缸质量、主油管路体积相关性较弱。     

基于模式识别和序贯分析的综合态势感知模型研究

根据人类态势感知活动的实际特性，提出了一种基于模式识别和序贯分析相结合的综合态势感知模型，并对该模型的效能进行了简化分析，对态势感知系统的相关设计具有一定的指导意义。     

改进区间Kalman滤波器及其在船舶组合导航中的应用

具有执行简便和高精度优点的测量值融合技术已经在船舶组合导航中得到了广泛应用。但由于船舶组合导航系统中各子系统模型参数的不确定性，传统的多传感器数据融合算法状态估计精度难以保证，因此提出了一种多传感器数据融合的改进算法。该改进算法不仅具有常规区间Kalman滤波器的鲁棒性，而且实用性较强。其具有如下特点：将所有系统不确定性和观测不确定性等效为系统噪声和观测噪声的不确定性，简化了系统模型；采用一种较为简单的区间矩阵综合求逆方案；利用时变马尔可夫模型在线调整滤波输出加权系数。仿真结果表明：该改进算法的状态估计精度较高。     

一种构造双馈风机虚拟惯性的自适应风功率跟踪策略

风电机组的虚拟惯性对于改善风电系统的频率动态稳定性具有重要作用。本文首先分析了双馈风机转速控制器跟踪最大风功率的工作原理,在此基础上分析了最大风功率跟踪对并网风机的频率响应特性及对双馈风机常规附加虚拟惯性控制的影响。接着,研究了双馈风机基于最大风功率跟踪曲线线性调节的转速调节方法及其特点。同时利用转子运动方程推导了联系电网频率与双馈风机转子动能的虚拟惯性表达式,在此基础上提出了双馈风机基于风功率跟踪自适应调节的虚拟惯性控制策略。最后,通过仿真验证了该控制策略的有效性。     

基于区间层次分析法的舰船动力系统方案评估研究

针对舰船动力系统方案评估的不确定性,提出一种新的舰船动力系统方案评估方法。首先建立舰船动力系统方案评估指标,然后利用区间层次分析法确定舰船动力系统方案评估指标权重。在此基础上,结合区间数理论建立基于区间数可能度的舰船动力系统方案评估模型。最后结合实例对舰船动力系统方案进行评估,验证该方法的可行性和有效性。     

基于区间层次分析法的舰船动力系统方案评估研究

针对舰船动力系统方案评估的不确定性,提出一种新的舰船动力系统方案评估方法。首先建立舰船动力系统方案评估指标,然后利用区间层次分析法确定舰船动力系统方案评估指标权重。在此基础上,结合区间数理论建立基于区间数可能度的舰船动力系统方案评估模型。最后结合实例对舰船动力系统方案进行评估,验证该方法的可行性和有效性。     

基于模糊粒子滤波的视频跟踪方法研究

智能视频监控系统的基础就是对监控范围的视频序列中目标进行有效实时的跟踪,针对当前跟踪方法在光照突变、部分遮挡情况下的跟踪缺陷,本文提出了一种利用模糊粒子滤波（Particle Filter,PF）进行视频目标跟踪的新算法.该算法结合模糊控制理论,引入量测的模糊性来克服特征信息的不确定性,并建立一个基于背景建模技术的自适应高斯混合模型和基于序贯蒙特卡洛的跟踪算法（sequential Monte-Carlo-based）.在新算法的指导下,针对静止摄像机在光照条件改变以及目标发生部分遮挡的情况进行了深入的研究.通过多种模糊量测技术的比较和应用,本文方法实现了多个目标精确有效跟踪.     

区间层次分析法在航道环境危险度评价模型中的应用研究

针对航道环境危险度评价问题的不确定性,提出了一种新的航道环境危险度评价方法。首先建立了航道环境危险度评价指标体系,并依据危险度等级对评价指标进行了等级划分。然后利用区间层次分析法确定了航道环境危险度评价指标权重,在此基础上,结合区间数理论建立了基于区间层次分析法的航道环境危险度评价模型。最后对青岛港附近水域5个航道的环境危险度进行了评价,验证了该方法的合理性和有效性。     

多质量特性综合权衡设计方法研究

随着可靠性等通用质量特性在现代设备中发挥的作用越来越大,传统设备中的序贯式设计方法已不能很好地满足多质量特性设计要求,导致设计费用与设计时间大大增加。为使设备的多质量特性设计得到优化,以船用柴油机为对象提出了多质量特性综合权衡设计方法,阐述其必要性,并根据并行工程理论给出其设计流程;为了与传统序贯式设计方法进行对比,提出了综合效能模型的概念,为设备多质量特性综合技术的进一步发展提供思路。     

船舶结构腐蚀检测与腐蚀模型不确定性及其更新

针对经典的概率论不能有效地处理无损检测中检测概率的参数不确定性问题,提出了定量分析检测概率参数不确定性问题的贝叶斯方法,并以威布尔分布形式的检测概率为例,推导了量化参数不确定性的放大系数的计算公式.针对传统的数据分析法及专家判断法不能分析模型不确定性更新问题,本文基于无损检测信息,采用贝叶斯更新方法量化了检测概率分布函数的统计模型不确定性,得到了检测概率统计模型权重的后验概率及相应的分布参数的后验概率密度函数.最后提出了分析船体结构腐蚀多层次模型不确定性问题的全概率模型法,并用算例证明了文中所提方法的有效性.     

基于模型的舰船作战系统工程方法研究与应用

针对舰船作战系统软件复杂性增加以及设计与集成难度的增加,本文介绍一种应对复杂系统研发需求的基于模型的系统工程方法,并阐述需求分析、功能分析及体系架构设计3个阶段的设计流程。最后以典型水面舰艇作战系统体系架构的设计为例对该方法的应用进行验证。经过验证,证明该方法与基于文档的系统设计方法相比具有设计准确的特点,能提高系统设计质量,值得大范围推广;在方法和工具推广上需要结合本单位质量体系要求进一步完善。本文所建模型使用到了IBM公司Rhapsody工具中的Harmony SE套件。     

运用代理模型方法预测潜艇结构模型的振动声辐射

基于Kriging模型和最优对称拉丁超立方体抽样方法,以简化的水下潜艇结构模型为例建立水下相对复杂结构振动声辐射计算的代理模型,可对水下潜艇结构模型进行共振频率和声功率级的预测。建立的代理模型可以在整个设计变量尺寸范围内对模型的振动声辐射进行实时预测。由计算结果得出,使用基于Kriging方法的代理模型能较准确地完成固有频率和声功率级的预测。所建立的代理模型能快速、准确地预报在整个设计变量尺寸范围内潜艇结构模型的振动声辐射。     

The research on signal-obtaining pattern for a new type of gyroscope

In this paper, a photoelectric signal obtained scheme via equator triangle pattern engraved on rotor is discussed and the mathematic model is deduced in the case which is deflexion between rotor axis and the coordinate frame of case. The deflexion error and coupling error under the situation are analyzed. Finally, three methods of engraving based on the spherical triangle pattern are presented. The error models of various methods are built up and the simulation curves are provided respectively. We have done the primary experiments on the surface of rotor using this method. It can be seen from the enlarged figures that the rim of the pattern is smooth and the demand of sensor resolution is satisfied by and large. The results of study supply reference for signal obtaining.     

近岛礁浅水环境下浮式平台系泊系统设计研究

基于有限水深格林函数、Morison公式和时域耦合动力分析方法,以一近岛礁半潜式生产生活平台为研究对象,分析了传统系泊方式(悬链线式和张紧式)和桩柱式系泊方式下平台的运动和系泊系统动力响应。结果表明,通常应用在中深水海域的传统系泊方式,在近岛礁浅水环境下使用时会出现一系列的问题,且进一步优化的空间较小。而文中提出的新型桩柱式系泊系统,很好地解决了传统系泊方式在浅水中存在的问题,且使得船舶的停靠变得更加便利。该文中的分析结果可为平台的水池模型试验和浅水环境下浮式平台系泊系统的进一步设计提供参考。     

周期支撑管路横向振动波传播特性分析

管道系统在船舶行业中应用广泛,其振动及声辐射特性一直以来都是研究的热点.基于Timoshenko梁理论,本文首先利用传递矩阵法计算了单根充液管道的横向振动响应,并通过有限元计算和实验对比验证了计算方法.在此基础上,对管道系统的传递矩阵取特征值得到波传播参数,从而进一步分析了周期支撑的充液管道系统的振动波传递特性.由本文的计算结果可见,基于Timoshenko梁理论的横向振动响应比基于Euler-Bernoulli梁理论的结果更为精准,尤其是在较高频域内.此外,弹性支撑的刚度和间距会影响波阻和波传播带.本文工作将为周期支撑管系的减振提供一定的技术参考.     

Bi-fidelity Kriging model for reliability analysis of the ultimate strength of stiffened panels

A method based on a Bi-fidelity Kriging model is proposed for structural reliability analysis. It is based on adding low-fidelity data samples to the model to predict high-fidelity values, thus saving computational effort. Distance Correlation develops the correlation between the low and high-fidelity functions, initially proposed to assess the correlation between two variables. The bi-fidelity Kriging response surface model's efficiency as a surrogate model will be assessed for structural reliability problems that demand high computational costs, such as nonlinear finite element analysis structural models. The efficiency assessment is performed by comparing the accuracy of the failure probability predictions based on the Subset Simulation and First-order reliability method using the Bi-fidelity Kriging model as a surrogate for the performance function. The idea is illustrated by considering a representative component of marine structures analyzed by finite element analysis to create bi-fidelity scenarios to assess structural reliability with many variables. The results show that the proposed multi-fidelity method can provide an accurate failure probability estimation with less computational cost.     

船舶自动舵控制系统设计与比较

文中建立船舶操纵控制系统数学模型,设计了传统PID控制和基于频域法的超前控制这两种船舶自动舵控制系统,通过MATLAB/Simulink仿真平台,对设计的控制系统进行仿真研究。仿真结果表明：新设计的频域控制器控制特性明显优于传统PID控制结构,具有良好的操纵性能,能够为航渡任务的安全与顺利完成提供有力保障。     

极浅水多体波浪能发电装置锚泊系统设计

采用三维势流理论对多体波浪能发电装置进行频域水动力计算,分析极浅水效应和多体间相互作用对单体发电装置的水动力性能的影响。利用Orcaflex软件建立多体波浪能发电装置数值模型,浮体间采用铰接进行连接,并利用弹簧单元模拟发电液压缸的弹性阻尼作用。为极浅水多体波浪能发电装置设计合理的锚泊方案,采用时域动态耦合方法进行分析,同时考虑极浅水效应、多体影响和二阶低频力,根据API规范对自存工况下的锚泊缆强度进行校核,并对确定选用的锚泊方案进行敏感性分析。通过对计算结果进行分析,发现在进行浅水多浮体锚泊设计时,低频波浪载荷、多体相互作用和海底摩擦不可忽视；对于极浅水的锚泊系统设计,Lazy wave 型锚泊形式优于传统悬链线式锚泊。上述研究工作为近海极浅水海域新型海洋能发电装置锚泊系统的设计提供了新的参考和思路。     

基于Prony算法的感应电动机转子故障检测方法

分析Prony算法及其高分辨率谱估计的特点,在此基础上,提出一种基于Prony算法的感应电动机转子故障检测方法,仿真研究结果表明,在短数据情况下,相对FFT分析技术而言,该方法频率分辨率更高,故障检测更为准确,且计算量小,有利于电机故障实时状态监测。实验证明,将该方法应用于感应电机转子故障检测,可准确检测出转子故障时在定子电流中的故障特征成分。     

感应电机转子断条故障诊断方法研究进展

转子发生断条故障后,电机的电流信号中将会出现故障特征频率分量。而基于定子电流信号分析的故障诊断方法可以做成非侵入式,结构简单,数据采集方便,因此是该方向研究的热点。总结了近年来基于定子电流信号分析的转子故障诊断方法,并对进一步的研究进行了展望。