不完全驱动船舶非线性控制

介绍了不完全驱动系统及其意义, 建立了船舶港内自动靠离泊模型和海上航运控制模型。以船舶在大洋航行或长距离转向点间航行中经常发生的直线轨迹跟踪为例, 运用输入-输出线性化设计方法, 给出了一个具有渐近跟踪能力的控制律。将该控制律应用于一个实例, 并用Matlab语言进行了计算机仿真, 结果表明该控制器可以解决船舶的不完全控制问题。     

Path following control of underactuated ships based on unscented Kalman filter

A path following controller is proposed to force an underactuated surface ship which is suffering from disturbance to follow a predefined path.The controller is based on analytic model predictive control and unscented Kalman filter(UKF) techniques.The analytic model predictive control provides a systematic method to get appropriate controller parameters to guarantee the stability of the closed-loop system,and the well-defined relative degree is guaranteed by introducing output-redefinition.The UKF is used t...     

欠驱动船舶非线性滑模靠泊控制器

为了准确控制典型靠泊操纵, 分析了带有加速度非完整约束的欠驱动水面船舶的自动靠泊问题, 设计了动态输出反馈控制器。利用递归分解迭代设计方法, 在扩展状态空间定义了非线性滑模, 将控制系统的轨迹设计与跟踪问题转化为标量零阶系统的镇定控制问题, 结合增量反馈技术, 无需对不确定模型参数以及风、流干扰进行估计, 完成典型靠泊操纵的自动控制。仿真结果表明: 控制器对干扰变化不敏感, 具有强的鲁棒性, 且船舶平面运动轨迹设计过程简单, 可以仅通过一个参数进行轨迹调节。     

优化机关档案室管理结构的途径

从档案收集、档案鉴定、多媒体网络建设等几方面论述了如何优化机关档案室管理结构。     

轻质混凝土连续刚构抗震性能分析

以某连续刚构为工程背景,研究采用轻质混凝土上部结构的高墩大跨连续刚构桥的抗震性能.通过对比分析,得知采用轻质混凝土和普通混凝土上部结构的全桥动力特性差异及其原因;采用纤维梁单元模拟桥墩塑性铰,分析了在大震激励下两种结构桥墩的塑性铰破坏程度与滞回耗能.分析结果表明,采用轻质混凝土上部结构能明显降低桥墩塑性铰区域的内力响应、消耗的能量及破坏程度.     

极坐标系下的欠驱动无人艇分块反步镇定控制

针对非对称欠驱动无人艇的镇定控制问题,提出了基于极坐标系的一类多输入多输出分块反步法,设计了一种漂角极坐标系作为艇体的动坐标系,以极坐标系代替直角坐标系作为大地坐标系,将漂角、艏向角与极角融合处理,获得了极坐标系下无人艇水平面运动的运动学和动力学方程,使直角坐标系下的欠驱动问题简化为极坐标系下的全驱动问题。结合李亚普诺夫稳定性理论和反步法设计了一种极坐标系下的多输入多输出分块反步镇定控制律,实现了非对称欠驱动无人艇的镇定控制。在实验室半物理仿真平台下,以某长度为1.2m、质量为17.5kg的无人艇模型为实例进行镇定控制仿真试验,对比分析了分块反步镇定控制算法与传统基于对称模型的反步控制算法的控制结果。分析结果表明:分块反步镇定控制算法的位姿收敛速度提高了约10s,位置和艏向角镇定误差分别降低了约0.3m和10°,线速度和角速度超调量分别降低了约0.6m·s-1和2rad·s-1,因此,基于非对称模型的极坐标系下欠驱动分块反步法具有较大的可靠性、稳定性和精确性。     

基于差分进化算法的平面四杆机构轨迹和速度双目标优化综合

提出了用差分进化算法实现平面四杆机构轨迹和速度双目标优化综合,以位置误差最小和速度值误差最小为双目标函数,并把原动件的角速度也作为设计变量之一．差分进化算法简单易执行,结合实际问题对算法的变异操作、选择操作和控制参数做出了改进,并分别对不同的轨迹和速度情况进行了计算求解,结果证明了算法的可行性、有效性及全局寻优能力．     

钢质趸船的阴极保护

厦门轮渡公司现有钢质趸船6艘,水泥趸船2艘,钢质趸船与水泥趸船相比,具有抗冲击性强,维修方便等优点.但由于它是钢质结构,所以需要进行防腐处理,防腐措施是否有效,直接关系到趸船的安全和使用寿命,对能否保障国家和人民群众生命和财产的安全有着直接的影响,公司原有4艘钢质趸船采用外敷水泥进行防腐,但由于水泥经常破损,海水渗入,船壳钢板腐蚀更严重,此时无法对趸船的水下部分进行有效保护,若重新上架维修,则费用巨大.     

A real-time collision-free path planning of a rust removal robot using an improved neural network

In this paper, a real-time collision-free path planning of the rust removal robot in a ship environment is proposed, which is based on an improved biologically inspired neural network algorithm. This improved algorithm is based on the biologically inspired neural network and modified with obstacle detection sensors and kinematic state templates, and is implemented in a ship rust removal robot planning system for dynamic trajectory generation. The real-time optimal trajectory is generated by the biologically inspired neural network, and the moving obstacle detection process of a ship robot working on the wall is simulated with the obstacle detection sensors models. The local real-time trajectory can be re-planned by the updated local map information, where the obstacle detection sensors are used to inspect partial environment information and update the robot nearby information in real time in the original neural network algorithm. At the same time, the method of the kinematic state templates matching and searching is used to solve the pipes’ influence of the rust removal robot climbing on the wall, which can not only provide a smooth path, but also can judge the motion direction and turning angle of the robot. Comparison of the proposed approach with the simulation shows that the improved algorithm is capable of planning a real-time collision-free path with achieving the local environmental information and judging the rust removal robot’s motion direction and turning angle. This proposed algorithm can be good used in the ship rust removal robot.     

大风浪中航行船舶风险体系分析

介绍了风险分析理论与综合安全评估, 以及开展大风浪中航行船舶风险分析的意义, 引入了有关大风浪中航行船舶风险分析的概念, 初步建立了相应的风险体系框架, 并提出了大风浪中航行船舶风险分析的主要任务。     

基于神经网络稳定自适应的欠驱动水面船舶编队控制方法

考虑具有不确定动态和外界环境干扰的欠驱动水面船舶编队控制问题, 提出一种基于领导/跟随和目标跟踪机制的神经网络稳定自适应控制方法。基于目标跟踪误差设计了运动学跟踪控制器, 推导出跟踪误差的动力学方程, 并利用自适应神经网络估计动力学方程中的不确定项, 构造了神经网络稳定自适应动力学跟踪控制器。应用Lyapunov稳定性理论和串接系统稳定性定理设计了船舶控制器, 并计算了自适应律, 在线调整神经网络权值, 保证编队控制闭环系统跟踪误差一致最终有界。以3艘船舶组成的编队为例, 对控制方法进行了仿真验证。在曲率半径为3倍船长的圆形跟踪路径上, 转向角误差小于15°, 队形跟踪误差的F-范数小于1m;在直线跟踪路径上, 转向角误差小于1°, 队形跟踪误差F-范数小于0.1m。     

基于模态应变能和BP神经网络的混凝土框架结构损伤识别

采用模态应变能变化率和BP神经网络的两步损伤识别方法,对钢筋混凝土框架结构进行损伤识别研究.首先,利用单元的模态应变能变化率作为结构损伤定位因子,运用通用有限元ANSYS的APDL语言编制程序,计算模态应变能变化率;然后,利用BP神经网络进行损伤程度识别.该方法将二者优点相结合,并克服了单纯利用模态应变能难以准确计算损伤程度以及单纯利用BP神经网络样本巨大的困难.数值仿真结果表明,该方法适用于框架结构的损伤识别.     

汽车电子节气门控制器设计

分析了汽车电子节气门控制器的结构原理,建立了节气门控制器的数学模型＋选用Intel公司的16位单片机与H桥TLE6209芯片为控制器的主要硬件,分析了控制器的响应特性。     

快速公交票制初探

票制是快速公交吸引乘客的重要手段之一.本文通过对快速公交特点、票制影响因素、票制选择原则的分析,提出一种快速公交票制构想.     

滚装船安全性分析及技术改进

随着经济的快速发展,客滚船也在快速发展。客滚船发展取决于其装卸方式的优势。然而,我们必须重视其安全性,从技术上、规范上和管理上保证客滚船的运输安全。     

战术飞行路径规划算法

为了找出在某些约束条件下的最优飞行路径, 提出了一种基于Voronoi图的战术飞行路径规划算法, 建立了威胁代价函数, 采用分解策略, 首先生成一条由若干直线段连接的参考航路, 然后利用B样条函数对规划的参考航路进行动态修正, 用Matlab进行了仿真验证。仿真结果表明了路径规则算法是有效的, 修正后的路径避免了带有尖角的不可飞路径, 满足最小飞行半径与动力约束。     

快速路系统反馈控制器设计及算法

为了提高快速路系统的利用效率,设计了一个反馈控制器,提出了反馈控制器的迭代求解算法,控制器能实时跟踪车辆的密度,并与所期望的密度进行比较,把误差反馈给车辆,通过给车辆发布恰当的速度命令来控制车辆运行,使实际车辆密度收敛于期望密度。仿真计算结果表明:算法取4次迭代时的车辆密度与运行速度最大相对误差为0.32%,平均耗时为0.32 s,因此,设计的控制器使交通流运行趋于平稳,减少了车辆延误,从而提高了系统利用效率。     

桥梁承力演变理论应用体系格构

对桥梁承载力演变理论的应用体系建立了相应的系统框格,为承载力实用分析计算和系统程序编制提供了实施途径.     

钢筋混凝土框架结构震后快速鉴定方法

提出一种震后框架结构安全性快速评估的方法.该方法在分析框架结构常见震害的基础上,对地震中构件的破坏程度提出了定量和定性的判断标准;利用模糊数学方法对各类构件进行安全等级评价,形成隶属度判断矩阵;采用层次分析法对各类构件、结构层进行权重评价;依据等级隶属度判断矩阵和各类构件、结构层的权重进行综合分析,得出整体结构的安全性评价.该方法简单易行,层次清晰,鉴定结果较为真实准确.依据该方法,可编制计算软件,使鉴定工作程序化,有效消减鉴定工作量,为震后紧急情况下应急救援政策的制定、救灾措施的实施和开展提供依据.     

车架结构动力学特性边界元法解析

为在设计阶段对车架结构进行高效的动力学建模解析, 提出了基于边界元的区域分割单元合成方法。采用薄板元件的动态基本解, 建立了板型构件的边界方程, 运用区域分割单元合成法, 推导出车架结构的动力学方程。边界元计算值相对于实验值的最大相对误差为5.0%, 相对于有限元计算值的最大误差为5.9%, 表明基于边界元的区域分割单元合成方法能够快速、准确地分析车架结构的动力学特性, 在设计阶段可提高车架结构的建模精度和计算效率。