基于LS-SVM船舶动力定位有限时间控制器设计

为了解决船舶模型存在任意不确定性的船舶动力定位问题,基于有限时间Lyapunov理论提出了一种非奇异快速终端滑模控制策略,提高了系统收敛速度及抗干扰能力。针对模型不确定性问题,利用最小二乘支持向量机(LS-SVM)的非线性函数逼近技术进行补偿控制,引入“最小参数”技术,将在线学习参数减少到一个,解决了“维数灾难”问题。最后的仿真对比结果验证了提出的控制策略的优越性。     

语音交互在三维虚拟船舶仿真平台中的应用

为了使三维虚拟船舶仿真平台能更好地适用于航海虚拟培训,从提升用户体验的角度出发设计方便用户使用的语音交互系统。通过制作航海专业领域内的语料库,训练声学模型;使用语言模型训练工具Srilm训练得到3-gram语言模型,将二者有机结合构成解码网络;建立反应航海实际操作的语音交互系统。系统测试表明,实现了设计三维虚拟船舶仿真平台语音交互功能。     

基于虚拟现实技术的船舶救生培训系统

为提高救生设备培训的效率,保证受训人员的安全,分析船舶救生培训系统的功能需求,设计系统的整体架构。分别为救生艇和救助艇建立四自由度运动数学模型,模拟小艇在水面受风、浪干扰时的运动。根据实际操作需要,设计多角色协同训练模式,提高多人训练的灵活性。为救生艇建立自由降落运动数学模型,模拟其自由降落的过程。应用三维建模软件和Unity 3D引擎构建火灾、大风浪天气、沉船和人员落水等场景,模拟救生演习的一系列过程。研发的船舶救生培训系统运行稳定,培训效果良好。     

跨平台CapSat-Fleet-77型Inmarsat-F船站仿真训练系统

针对在真机上进行Inmarsat-F船站培训存在干扰实际通信和易产生误报警等问题,以及传统PC端模拟器无法满足移动互联时代的学习训练需求这一情况,开发跨平台的Inmarsat-F船站仿真训练系统.采用墨卡托投影方法建立平面直角坐标系,对船位进行计算,通过数据结构中的堆栈将功能菜单组织起来,基于WebRTC标准对电话通信和遇险报警等主要功能进行仿真.在此基础上,采用HTML5、CSS3和JavaScript等前端开发技术,基于Hbuilder编译器实现跨平台的CapSat-Fleet-77型Inmarsat-F船站设备仿真.     

多本船航海模拟系统的研制

介绍了采用分布交互仿真(DIS)技术开发多本船航海模拟系统的设计思想及主要技术,包括船舶操纵数学模型、以电子海图为背景的船舶动态显示、雷达／ARPA图象、用OpenGVS开发三维视景以及网络技术。     

船舶救助艇释放运动建模与仿真

采用Kane方法建立了救助艇释放运动模型，考虑了救助艇、柔性吊臂、吊索及船舶之间耦合运动；采用集中质量法建立了吊臂模型，根据弹性应变能函数及耗散函数计算了吊臂的内力；将救助艇和船舶之间的碰撞分为压缩和恢复2个阶段，分别根据赫兹接触理论和永久凹坑的接触力模型计算碰撞力；将吊臂模型与基于伯努利-欧拉梁理论的模型对比，稳定状态的吊臂形状基本一致；将救助艇释放运动模型与现有方法对比，进行了横浪条件下救助艇释放仿真试验与救助艇轨迹在水平和竖直方向的误差分析。分析结果表明:在波高为3 m，波长为245 m时，本文方法的平均绝对误差分别为0.11和0.12 m，现有方法的平均绝对误差分别为0.54和0.34 m；在波高为2 m，波长为60 m时，本文方法的平均绝对误差分别为0.09和0.14 m，现有方法的平均绝对误差分别为1.72和0.31 m；本文方法平均绝对误差均低于现有方法，可见本文方法提高了横浪条件下救助艇释放运动的计算精度；与碰撞试验对比，水平和竖直方向加速度峰值的相对误差分别约为0.5%和60.0%，水平方向加速度的峰值具有较高精确度，可见救助艇释放运动模型可用于辅助分析碰撞试验；根据救助艇释放运动模型，横浪条件下，为避免发生碰撞，4级海况时，救助艇与船舷初始距离最小为2.0倍艇宽，5级海况时，救助艇与船舷初始距离最小为2.5倍艇宽。