基于约束通道的船舶装配拆卸双向RRT路径规划

为有效解决产品装配拆卸路径规划中的运动约束问题,提出了一种基于约束通道的随机探索树RRT路径规划算法.该算法在双向RRT算法的基础上,对采样过程进行引导,将RRT树的扩展节点限定在预先设置的约束通道中.仿真结果表明,该算法在提高搜索效率的同时,能够有效解决约束条件下的装配拆卸路径规划问题.     

基于改进蚁群算法的邮船舱室模块移运路径规划

针对大型邮船舱室模块运输过程中存在的移运路线长、路线混乱、舱室模块易与障碍物发生碰撞等问题,提出应用加入动态搜索模型的蚁群算法对邮船舱室模块进行路线规划,为运输舱室模块提供清晰、便捷的移运路线。对主竖区的障碍物进行分析,建立模拟实际工况的栅格地图,采用改进蚁群算法寻找移运路径。对不同位置所经过的栅格地图和蚁群数量进行动态调整。采用模拟退火算法寻找蚁群算法的参数。采用离散点分析确定移运路径的主、支通道。仿真试验结果表明,应用改进蚁群算法建立主、支通道进行舱室移运模块可有效提高舱室模块的运输效率。     

面向维修性增长的船舶典型舱室布局优化方法

在进行船舶舱室布局的过程中,针对船舶舱室布置过程中主要考虑设备功能性需求而维修性考虑不充分的情况,通过分析维修性设计要求,结合船舶舱设备布置特点,建立面向维修性增长的船舶典型舱室布局问题的数学模型,根据相关规范要求设置约束条件及目标函数,选取某型船的主机舱,利用剩余空间分割法对该机舱设备的随机布置方式进行规划,运用粒子群算法进行优化求解,可有效提高船舶舱室的维修性设计水平,研究成果可为船舶舱室的布置提供参考.     

基于图论和统计能量分析的船舶舱室噪声传递路径

针对基于测试的传统噪声传递路径分析方法在船舶初步设计阶段无法应用的问题,提出一种基于图论和统计能量分析的传递路径分析方法.最短路径问题是图论理论的经典问题,通过分析最短路径问题的一般形式,建立最短路径问题和统计能量分析问题的等效关系,将最短路径问题的思想引入舱室噪声分析.定义路径效率作为有向赋权图的权值,使用YEN算法对图进行求解,累积权重最大的路径就是舱室噪声能量传递的主要路径.以简化的上建模型为算例对该算法进行验证,并以某型邮轮噪声超标的住舱为研究对象,求解主机结构噪声向舱室传播的前50条路径,并通过在路径上各个节点设置阻尼,探讨控制结构噪声传播的最佳降噪方案.     

基于有向图规划的船舶物流运输最优路径选取算法

传统的船舶物流运输最优路径选取算法的运行效率低,为了解决这个问题,提出基于有向图规划的船舶物流运输最优路径选取算法。利用有向图规划法,确定有向图规划船舶物流运输路径冲突分流点,采用深度优先遍历算法,获取船舶物流运输最优路径。为突出算法优势,在经典算法基础上,对其做出改进,在算法结束后,逆序打印每一条路径,选取最优路径,由此,完成基于有向图规划的船舶物流运输最优路径选取算法的设计。在实验中,采用有向图作为实验样本,对2种算法进行对比实验.实验结果显示,所提算法相比传统的船舶物流运输最优路径选取算法运行效率更高。     

基于Maklink图和蚁群算法的航线规划

为实现航线自动规划设计,提出一种可行的计算方法,并对船舶实际运营中进行航线规划时需注意的问题进行分析。以路径最短为目标,建立以避开障碍物区域和危险区域、控制转弯角度及减少转向点数目等为约束条件的规划模型。在建立模型过程中,采用Maklink图和Dijkstra算法生成初始规划路径,采用蚁群算法对路径作进一步的优化和调整,以满足约束条件。试验结果表明:与传统的在纸质海图上绘制航线及在电子海图上手动输入转向点生成航线相比,通过智能算法生成航线具有耗时短、经济可靠等优点。     

船舶物流路径规划的数学模型构建及求解

船舶物流路径规划的研究具有十分重要的经济价值,当前船舶物流路径规划方法无法找到最优的船舶物流路径规划方案,使得船舶物流运输的成本过高,为此本文设计了基于蚁群算法和粒子群算法的船舶物流路径规划方法。首先分析船舶物流路径规划研究的历史,建立船舶物流路径规划的数学模型,然后采用粒子群算法对船舶物流路径规划的数学模型进行求解,找到有效的船舶物流路径规划方案集合,并在此基础上采用蚁群算法对船舶物流路径规划方案集合进行搜索,找到最优的船舶物流路径规划方案,最后与单一蚁群算法、粒子群算法进行了船舶物流路径规划问题求解的仿真实验。本文方法避免了单一蚁群算法、粒子群算法求解速度慢,难以找到最优船舶物流路径规划方案不足,得到的船舶物流路径规划方案可以帮助企业节约物流运输成本。     

基于提高船舶破损稳性的管路优化设计

舱内敞口管路穿过水密舱壁或甲板时,如果管路因意外破损,将破坏舱壁或甲板的水密完整性,从而削弱船舶的破损稳性。通过对该管路路径进行优化,使其在布置时经过船舶的破损安全区域,或设置隔离阀将敞口管路变为闭口管路,可有效阻止船舶破损工况下浸水区域的海水经过破损管路进入完整舱室,保证完整舱室的水密性,进而提高船舶的破损稳性。     

基于提高船舶破损稳性的管路优化设计

舱内敞口管路穿过水密舱壁或甲板时,如果管路因意外破损,将破坏舱壁或甲板的水密完整性,从而削弱船舶的破损稳性。通过对该管路路径进行优化,使其在布置时经过船舶的破损安全区域,或设置隔离阀将敞口管路变为闭口管路,可有效阻止船舶破损工况下浸水区域的海水经过破损管路进入完整舱室,保证完整舱室的水密性,进而提高船舶的破损稳性。     

基于改进RRT~*算法的无人艇全局避障规划

在水面无人艇全局避障规划领域,RRT~*算法及其改进方法规划的路径长度过长、转折过多,并且规划路径紧靠障碍物,不利于水面无人艇的安全行驶。针对此问题,本文提出一种新的基于线段定理和RRT~*算法(Line segment theorem-RRT~*)的LT-RRT~*算法。该算法对环境地图进行预处理,标示出障碍物周围危险区域,为无人艇与障碍物之间留出安全距离。再根据终点采样概率选取采样点,改善RRT~*算法由于全局采样引起的路径不稳定性。最后根据线段定理重新选取新节点和附近节点的父节点,跳过中间节点连接树节点,减少路径折点,最终生成相对平滑的避障路径。在相同环境下,将改进算法与现有算法避障规划效果进行比较分析,结果表明了LTRRT~*算法的有效性。     

考虑横向漂移的船舶路径跟踪自抗扰控制

针对船舶运动系统中内部动态不确定和外部干扰等问题,进行了欠驱动船舶路径跟踪的自抗扰方法研究。利用Backstepping设计参考航向角,并通过线性扩张状态观测器对流干扰和横向运动引起的横向漂移进行估计。其次,根据自抗扰算法对航向进行控制,采用线性扩张状态观测器对外界干扰及内部不确定项进行估计。最后仿真结果表明,在风流干扰下所设计的控制器仍能使船准确地跟踪上参考路径,验证了所提控制方案的有效性。     

基于改进A*GBNN算法的AUV路径规划研究

针对现有的离散生物启发神经网络(Glasius bioinspired neural networks, GBNN)算法在未知环境下，存在的路径规划时间长、易陷入局部最优等问题，提出一种结合A*与GBNN模型的改进算法。在GBNN活性值栅格网络中，算法将各栅格的活性值作为A*的代价函数进行运算并使用跳点搜索规则优化，实现未知环境下的实时路径规划。仿真实验结果表明，该算法有效改善了自主水下航行器在未知环境下的寻路效率，可以满足自主水下航行器实时路径规划需求。     

船舶避碰路径规划研究综述

对船舶避碰模型和路径规划方法进行分类综述和评价,将评价碰撞危险的船舶避碰模型分为碰撞危险度模型和船舶领域模型,将现有的船舶避碰路径规划方法分为确定性方法和智能优化方法,并分别对其研究成果进行总结,分析船舶避碰路径规划发展趋势.     

用于船舶电站控制器的交流采样算法研究

对交流采样算法的分析表明,离散傅立叶算法不能算出频率,在非整周期同步采样时误差较大。非同步算法中的加窗插值算法通过加窗插值减小频谱泄漏,不需整周期同步采样,可直接计算频率,对船舶电站采样具有很好的适应性。该算法多针对谐波分析,当用于船舶电站,只计算基波参数时,需选择合理采样方案。通过对算法的分析与推导,选择合理采样方案,在满足精度要求的同时使计算量适中,并应用于船舶电站控制器,很好地满足采样要求。     

基于船舶火灾蔓延态势的路径规划算法研究

船舶作为海上一个独立的建筑实体,非常容易发生火灾。本文以63500DWT油船船舱作为研究对象,通过对火灾蔓延模拟仿真实验数据进行图表分析,得出了在不同工作条件下在固定检测点位置的温度,CO浓度和烟气浓度变化规律。对基于火灾实时态势的导航网格动态生成方法以及对应的逃生路径规划方法进行研究,得出动态更新导航网格的具体算法,并对传统A*算法路径节点选择问题进行改进,得出适应船舱火灾蔓延信息的最短逃生路径规划算法,通过实验验证,该算法寻路效率更优。     

改进的MODSA算法在船型优化中的应用

针对传统智能优化算法处理高维优化问题时易陷入局部最优解且优化效率低的问题,文章采用近几年提出的基于模型的动态抽样分配(MODSA)算法作为研究对象,该算法具有处理高维优化问题的潜力,但对某些复杂高维问题很难搜索到全局最优解。为避免MODSA算法陷入局部最优解,采用多元正态分布作为抽样分布并推导相应参数更新式;为进一步提升该算法的优化效率,采用均匀设计确定初始抽样分布的期望值并通过Sigma管理水平自适应确定初始方差。通过数值函数测试结果表明:改进的MODSA算法具有更好的优化性能。最后,将改进的MODSA算法应用于5100TEU集装箱船兴波阻力性能优化。     

基于遗传算法的内河船舶避碰路径优化研究

提出一种遗传算法用于解决内河狭窄弯曲航道中的船舶避碰问题。运用算法的空间寻优能力,设计简单的编码,根据航道及障碍物等约束条件,按照一定的优化准则设计出相应的适应度函数。通过计算机仿真表明,该方法具有良好的避碰路径寻优能力,为最终实现自动避碰奠定基础。     

模糊专家系统的连锁失效方法及在船舶消防中的应用

本文提出了一种基于模糊专家系统的连锁性失效测评方法,建立了基于该系统的连锁性失效测评指标,该方法不同于以往故障树方法的静态性,具有实时动态性,根据不同的输入参数,能够给出不同的决策结果,更能满足实际的需要。文章以船舶火灾自动报警系统为例,对船舶火灾自动报警系统以舱室为单元进行模块化建模,考虑了温度、烟雾浓度、可燃气体浓度,舱室危险度尤其是舱室之间关联信息、报警时间和舱室着火温度三个对连锁失效起重要作用的影响因子,详细设计了模糊规则,确定连锁报警舱室,判定连锁报警等级,得到船舶舱室消防系统单元连锁性失效路径。仿真结果说明了该方法的准确性与有效性,表明测评结果的准确性。最后,通过和故障树方法对比阐述了该方法的优越性。     

欠驱动船舶路径跟踪的非线性模型预测控制

文章针对欠驱动船舶的路径跟踪提出了一种解析解模型预测控制方法,使其能够驶入预先规划好的航行路径。采用了Serret-Frenet坐标系来描述船舶运动,并且引入了重定义输出,由此避免了模型预测控制中的病态相关度问题,同时将原单输入多输出系统转化为单输入单输出系统。文中的算法提供了一种获得合适的控制参数的系统方法,保证了闭环系统的稳定性。数值仿真结果验证了该控制器的有效性。