基于最小二乘算法的船舶航行轨迹控制研究

为保证船舶一直按照既定的轨迹航行,避免发生碰撞事故,进行船舶航行轨迹控制具有重要的现实意义。为此,基于最小二乘算法进行船舶航行轨迹控制方法研究。该研究前一部分获取AIS系统中的船舶航行实时数据,得到船舶航行位置,后一部分利用最小二乘算法,并结合前一部分获取的数据,预测船舶航行角度和方向,控制船舶航行。结果表明:1)整体来看,实际航行轨迹线路与预期航行轨迹线路之间的拟合优度为0.984 7,比较靠近1,说明船舶航行实际轨迹符合预期。2)局部来看,通过对比10个不同节点处的航行速度和航行方向,误差比较小,说明所研究方法的航行轨迹控制效果较好。     

船舶航行速度高精度控制的数学模型研究

现有模型无法适应不同荷载的航速需求,存在着控制精度低、控制时延长的缺陷。为此,提出船舶航行速度高精度控制的数学模型研究。分析船舶航行速度影响因素,构建船桨系统、柴油机以及附加阻力数学模型,以此为基础,基于PID技术设计航行速度控制器,制定船舶航行速度控制规则,通过执行控制规则,应用PID控制器实现了船舶航行速度的高精度控制。设置干扰环境,准备实验对象相关数据,进行船舶航行速度控制仿真实验。实验结果表明,与现有模型相比,本文构建模型航速控制精度较高,航速控制时延较短,表明构建模型航速控制效果更佳。     

强风中普通商船动力定位的研究

为实现普通商船在强风浪中的动力定位,首先采取艏找风控制,然后使船舶保持顶风静止.该文采用基于闭环增益成形算法和精确反馈线性化算法的航向保持非线性鲁棒控制器与基于闭环增益成形算法的速度鲁棒控制器.建立了船舶顶风状态的非线性数学模型,为反映船舶在顶风静止状态的舵效,提出了等效船速的概念并推导出其计算公式.对处在强风(8级以上)、浪等扰动中的非线性船舶运动数学模型进行仿真,仿真曲线表明通过对船舶运动进行非线性鲁棒控制,实现了强风中普通商船的动力定位.     

转筒帆空气动力性能的数值研究

为分析转筒帆的空气动力性能及影响因素,在介绍旋转圆柱的空气动力学原理及受力情况的基础上,运用FLUENT软件对转筒帆进行数值仿真研究,仿真分析结果表明,影响转筒帆空气动力性能的主要因素为速度比,并得到不同速度比时转筒帆的空气动力特性.     

船舶航行性能综合优化研究

船舶航行性能优化是一个非常复杂的问题,它具有多个设计变量,多个约束和多个极点.传统的优化方法通常无法解决该问题.文中采用了一种传统的优化方法一复合形法(CA)和遗传算法(GA),模拟退火算法(SA)来计算船舶航行性能优化问题,比较了三种优化方法的输出结果并选取最好的那个解作为最终的优化结果.通过这种方法.可以以更高的概率获得真实的最优解.应该指出的是,这三种算法都作了某种程度上的改进.作者采用C++语言基于面向对象思想开发了计算软件-ShipPO.文中列出的所有船舶航行性能优化计算结果都是在ShipPO平台上计算出来的,结果表明采用三种优化方法计算一次船舶航行性能优化问题耗时并不太多.最终的结果表明ShipPO具有很强的寻找全局最优解的能力,它能够很好地满足工程需要.     

3DMAX的船舶航行图像优化研究

为解决传统船舶航行图像处理技术中存在的问题,本文将3DMAX技术应用于船舶航行图像的优化。首先对船舶航行图像进行译码,然后利用3DMAX技术对其进行船舶航行转换。通过对其展开去雾降噪等处理,从而获得船舶航行最为理想的图像,实现3DMAX技术与船舶航行的完美结合。     

船舶上的黑匣子--航行状态记录仪研究

介绍我国自行研制的航行状态记录器基本原理及研制工作中采取的技术措施。     

关于狭水道航行误差的研究

此文根据狭水道航行的特点,结合船舶通过狭水道误差分析,对船舶是否安全通过狭水道的问题进行可行性判断。     

大型集装箱船在横风作用下航行的模拟试验研究

铜鼓航道北段设计方案采用反S形弯道与现有的深圳港西部港区进出港航道衔接,大风天时船舶在弯道内航行处于较强的横风作用中。为论证航道设计尺度的合理性及船舶航行的安全性,首次运用了二维潮流数学模型、船舶操纵模拟器、定床潮流物理模型和遥控自航船模等多种手段相结合的方法进行研究。研究表明,在风浪大时,原设计方案航道北段反S形弯道的尺度不能适应5万吨级集装箱船安全双向进出港的要求。通过将第一个弯道的大角度转向改为两次小角度转向,并增加第二个弯道的宽度,通航条件明显改善,在不利的试验工况下,5万吨级集装箱船双向进出港操纵顺利,满足全天候安全进出港的要求。