零航速减摇鳍鳍型参数估算方法

零航速减摇鳍具有双重工作模式,不同生力机理使其流体动力特性存在本质差异,从而导致二者对鳍型参数要求截然不同,为满足零航速模式需求,零航速减摇鳍大多选用小展弦比鳍型,但亦给常规减摇模式带来诸多不利影响.通过分析展弦比、翼梢形状等因素,从双模式对鳍型参数的实际要求出发,应用线性系统理论、对抗控制原理,提出适用于零航速减摇鳍的尺寸参数估算及综合评定方法,得出不可收放式零航速减摇鳍的最佳展弦比范围,为工程化设计提供了必要的理论依据.     

计入锚索阻尼的锚泊自动定位系统建模及控制器设计

半潜式海洋平台在工作时,由于环境扰动的作用将使其漂离工作区域,需安装定位系统。论文提出了一种具有实时检测与控制功能的自动锚泊定位系统方案。并在常规的风、浪、流扰动方程及半潜式平台运动规律的基础上,引入锚索阻尼的影响,在海洋扰动中计及低频湍流风的作用来建立该定位系统的数学模型。同时考虑工程应用因素,设计了适用于该系统的积分型LQG控制器。仿真结果表明,该定位系统能有效地保证半潜式海洋平台在合适的区域内工作。     

基于遗传算法的减摇鳍-被动水舱综合平衡系统最优控制器研究

综合减摇鳍与被动减摇水舱2种减摇装置的优缺点,采用一种优良的全航速下的减摇方案-减摇鳍-被动水舱联合综合减摇装置,在此基础上建立船舶-减摇鳍／水舱系统的数学模型。针对系统数学模型的复杂性,并考虑实际应用,采用遗传算法进行了PID控制器参数的寻优。同时,结合实船进行仿真,对仿真结果进行了分析。分析结果表明,基于遗传算法设计的综合系统控制器可以满足系统要求,为综合系统的实际应用提供理论依据。     

仿驼背鲸减摇鳍升力数值计算

驼背鲸鳍的前缘突出部有利于鳍上的升力提升.提出了一种模仿驼背鲸前鳍的减摇鳍,这种鳍型的前缘有正弦形的突出部.借助计算流体力学软件FLUENT,对这种模仿驼背鲸前鳍的新型鳍型进行了数值模拟流场计算,并与相同几何尺寸的标准NACA0015减摇鳍所测得的水池实验数据进行了对比,发现采用了前缘有圆形突出部设计的新型减摇鳍在相同条件下能提供更多的升力.对升力的增加机理进行了简要的分析.     

减摇鳍变参数最优控制器及其设计

为了减小船舶横摇运动参数、船舶航向和海浪扰动的变化对减摇鳍性能的影响,减摇鳍PID控制器的参数k_1、k_2和k_3应随之变化。文章提出了变参数PID控制器的原理,在此基础上提出了一种变参数最优PID控制器的设计方案,并对此设计方案进行了计算机仿真。仿真结果表明了当船舶自然横摇周期和无因次横摇衰减系数变化时,在各种浪向下,具有变参数最优PID控制器的减摇鳍都有很好的减摇效果。     

基于神经网络的声纳特征级信息融合中目标分类研究

声纳目标特征级融合的主要任务是实现信息压缩、目标身份确定(分类) ,以利于实时处理、决策分析。基于数学模型的各种算法,由于情况复杂,往往很难建立。而人工神经网络通过样本的学习,具有存储记忆、在相似输入下能恢复记忆等特性,从而避免了烦琐而复杂的建模。在神经网络声纳目标识别前的噪声预处理方法中,选用了功率谱特征提取、双谱特征提取算法;在研究了提取的特征后,选取反向传播神经网络(BP)模型;在此基础上构造了BP神经网络,并对网络进行训练与测试,给出识别实验结果。仿真模拟分析证明,基于神经网络的声纳特征级信息的融合,对目标分类有一定效果,为进一步实现声纳信息融合奠定了基础     

ARM处理器在减摇鳍控制系统中的应用研究

目前大多数的减摇鳍控制器是使用单片机作为主处理器或者以工控机为基础开发而来的,前者集成度不高,稳定性也差,而后者成本较高.文章设计了一款新型的基于ARM处理器的减摇鳍控制器,解决了上述问题.在软件设计方面,把模糊控制策略引入到经典PID控制器中,构成兼有这两种控制优点的模糊-PID控制器.研究结果表明:采用该控制手段能较好的满足设计要求,开发的减摇鳍控制器具有抗干扰能力强、稳定性好、实时性高、成本低等特点.     

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。     

可控被动式减摇水舱随机控制策略研究

在"船舶-可控被动式减摇水舱"系统数学模型基础上,根据安装减摇水舱的船舶在随机海浪作用下的横摇运动特点,利用成型滤波器以及在线辨识方法对"船舶-可控被动式减摇水舱"系统横摇运动进行预报,并利用预报信息以及实时测量信号对减摇水舱内液体进行控制,实现船舶横摇运动与水舱内液体运动的相位控制,使减摇水舱在不同航态以及不同海情下均有较好的减摇效果.     

U型减摇水舱的阻尼研究

该文分析了U型减摇水舱内水的运动特征及表征其运动的特征参数－－水舱的固有频率和阻尼，研究了水舱阻尼产生的原因和舱内水的运动状态，给出了U型减摇水舱阻尼的估算公式和水舱阻尼结构的设计方法。