基于MPC-DO的自主水下航行器轨迹跟踪控制

针对欠驱动自主水下航行器在速度约束和未知外界环境干扰下的轨迹跟踪问题,提出一种基于模型预测控制算法和干扰观测器的复合控制方案。首先,基于模型预测控制算法设计一种考虑速度极限约束以及速度增量约束的轨迹跟踪运动学控制器。其次,针对海洋作业环境下存在的外界干扰,设计干扰观测器对其进行实时估计,并基于所设计的干扰观测器,设计精确跟踪期望速度的动力学控制器,并对控制方案进行了严格的理论分析。最后,进行数值仿真,仿真结果证实了该控制方案的有效性。     

基于流体腔方法的海上充气膜结构抗弯承载性能研究

应用基于表面定义的流体腔方法建立充气膜结构抗弯承载性能数值分析模型，并将其与模型试验对比，验证了数值方法的可靠性。通过数值仿真和模型试验分析了充气膜结构的变形和失效模式，讨论了内压对其承载性能的影响。研究表明，充气膜结构的承载性能与内压线性正相关，且随着局部褶皱现象出现，承载性能快速下降；变形和应力分布与传统的4点弯曲梁相似，而失效模式则为褶皱诱发的局部失稳。论文建立的数值方法对浮式充气膜结构在海洋工程中的应用具有较好的的工程指导意义。     

龙溪口库区粉土地基上建设胶固土(石)堤防试验研究

针对龙溪口库区大量粉土地基不能直接作为堤防的持力层，且粉土废弃带来诸多环保方面不利影响等问题，开展了固化土(加石或不加石)筑堤材料的试验研究。通过一定量的胶凝材料和专用外加剂将土(石)胶结固化后，具有一定力学强度和抗渗性能等优点，胶固土(石)经过3 a泡水后未崩解，满足筑堤材料的强度要求。经过处理的粉土地基上建设胶固土(石)堤防具有创新性，新的建堤材料使粉土得到废物利用，固结材料特性比传统土石坝的散粒体材料具有更高的安全性，拓宽了建堤材料的应用范围，具有较好的推广应用价值。     

船体小组立机器人焊接三维扫描识别系统设计

针对船体小组立结构件，基于三维点云数据，利用点云和图像处理算法，完成船体小组立结构件的三维扫描、焊缝识别和焊缝拓扑结构分析。基于片体智能化焊接流水线，构建船体小组立机器人焊接三维扫描识别系统。该系统具备对一般筋板类型结构件与交叉类型结构件的焊前扫描、焊缝识别、机器人焊接路径规划和机器人焊接作业生成等功能，经实际验证，可为片体智能焊接流水线实现船体小组立结构件智能化焊接提供准确的视觉信息与作业信息。     

火车滚装船火车舱水幕系统设计与布置优化

以某火车滚装船项目为例，从分区、泵组、智能遥控、喷头布置、分区总管布置等方面对火车舱水幕系统进行设计与布置优化。与基础设计和布置进行比较，优化设计具有消除相邻分区喷淋盲区、减少泵组数量、减少管材耗量和减少现场施工量等优势。经实船试验，设计与布置优化可为后续或类似船型火车舱水幕系统的建造提供有价值的参考和借鉴。     

面向规划年度的杭州铁路客运枢纽分工方案优化

“十四五”期间，杭州铁路客运枢纽运输网络将逐步扩大，为了进一步满足客流需求，实现2025年杭州铁路规划目标，通过分析杭州铁路枢纽现状，研究客运枢纽分工方案优化。在分析杭州铁路客运枢纽现状、近期规划，以及客运枢纽设施设备、作业量及其基本分工方案的基础上，定量计算了枢纽主要客运站到发线通过能力、主要区间通过能力，通过枢纽点线能力适应性分析，提出了枢纽分工方案优化建议，包括沪杭高铁及沪杭长场分工优化方案、杭甬高铁及宁杭高铁作业调整方案等。