A simplified life estimation method for the spherical hull of deep manned submersibles

Creep and fatigue are involved in the loading of deep manned submersible, which is a rather complex variable amplitude pattern. Dwell effects resulting in lower life than pure fatigue are observed in the prior experimental research while no proper prediction methods are available to explain the phenomenon. Recently, the authors proposed a modified crack growth rate model to explain the creep effect under the cyclic loading which is validated for the crack growth of some titanium alloys under cyclic creep loading, however, its application is restricted to the condition where lots of parameters have to be determined based on many experiments and it is not very convenient in the material selection and primary design stage of a component. In this paper, a simplified prediction model for the load pattern of constant amplitude cyclic loading is proposed aiming at one of the most applicable materials for the pressure hull of submersibles, Ti–6Al–4V ELI. The method can be easily used to estimate the life of the pressure hull based on two series of basic mechanical properties of the material and validated by the modified crack growth rate model with parameters determined by large amounts of experimental data.     

电压型三相H桥逆变器直流支撑电容容值优化

直流支撑电容是电压型逆变器的重要组成部分,其选型直接影响到逆变器的电气性能以及整机功率密度.针对三相H桥逆变器,提出了一种通过相间载波移相减小支撑电容谐波电流的方法.采用开关函数法和双重傅里叶级数分析了逆变器支撑电容电流的主要谐波成分,给出了优化电容容值的计算方法.通过仿真对比相间载波移相前后,保持直流母线波动幅值一致...     

舰船尾迹SAR图像特征的谱分析研究

图像纹理在频率空间的分布具有规律性,可以通过对图像进行频谱分析来提取纹理特征。根据SAR成像机理对舰船尾迹SAR图像进行了仿真研究,采用周相谱法对图像的二维功率谱作一维变换处理,提出基于归一化能量谱的图像谱特征分析方法,并给出了不同探测参数下尾迹SAR图像谱特征的仿真图。结果表明,该方法可有效地消除海面背景的影响,实现舰船尾迹特征检测的定量分析。     

水下基槽回淤沉积物厚度检测方法探讨

水下基槽回淤沉积物厚度过大时会增大沉降,甚至可能导致地基失稳事故。相关规范对水下基槽回淤沉积物厚度检测没有规定具体检测方法,工程实践中采用的回淤沉积物厚度检测方法五花八门,有些检测方法存在较多偏差甚至是错误方法。在分析浮泥和回淤沉积物差别的基础上,对回淤沉积物泥厚度检测方法进行分类、介绍和评价,最后通过一个工程实例说明区分浮泥与回淤沉积物、合理选择回淤沉积物厚度检测方法的重要性。     

信号瞬态分形特征分析技术在机械故障诊断中的应用

首先对一种信号分形维数计算方法即相关分形维数进行了讨论,发现其对信号幅值的变化反映敏感.为满足分析的需要,进一步提出了一种对信号瞬态分形特征进行分析的方法,并将此技术用于实际故障的诊断过程.实践证明,文中提出的信号瞬态分形特征分析技术完全可以对机械信号的瞬态幅值变化信息进行准确提取,且具有计算量小、方便实用等特点,有望在机械故障的诊断实践中得以推广应用.     

时域有限差分法在天线辐射可视化中的应用研究

针对常见的舰载单极套筒天线,利用时域有限差分法（FDTD）对仿真空间进行了Yee网格划分,并建立了该天线的数理模型。在工作频率为30MHz时,对天线进行了可视化仿真,通过对天线表面电流的幅度与相位进行分析,验证了模型的正确性以及计算的精确性;同时,利用天线辐射相位分布图直观地分析了天线的辐射过程。仿真结果表明,针对舰载单极套筒天线的FDTD建模方法对舰载天线的辐射分析与工程设计具有一定的指导意义。     

基于多比例谐振的混合APF谐波补偿研究

针对变频器在船舶上的大量使用而导致谐波污染问题,提出一种基于多比例谐振的混合有源滤波器谐波补偿策略。混合有源滤波器由LC无源滤波器和有源滤波器构成,并结合多比例谐振组成谐波补偿控制策略。该控制策略由电网谐波检测、谐波补偿和谐波电流跟踪组成。其中谐波补偿采用检测电网电流的方式,保证治理谐波的同时,抑制LC滤波器可能发生的谐振;谐波跟踪采用多比例谐振控制器,利用其在不同特定频率高阻抗的特点,准确跟踪不规则的谐波电流,提高控制系统的精度。最后,仿真结果验证了所提控制策略可有效抑制船舶电网谐波,提高设备用电的安全性。     

Detection of nonlinearity effects in structural integrity monitoring methods for offshore jacket-type structures based on principal component analysis

The detection of changes in the dynamic behavior of structures is an important issue in structural safety assessment. The development of detection methods assumes greater significance in the case of offshore platforms because the inherent problems are compounded by the harsh environment. Here, we describe an instrumented physical model for the structural health monitoring of an offshore jacket-type structure and the results of tests in several different damage scenarios. In a comparative investigation of two different methods, we discuss the difficulties of implementing damage detection techniques for complex structures, such as offshore platforms. The combined algorithm of a fuzzy logic system and a model updating method are briefly discussed, and a method based on stochastic autoregressive moving average with exogenous input is adopted for the structure. The consideration of uncertainties and the effects of nonlinearity were major objectives. So, the methods were also investigated based on the test scenarios consisting of the physical model with a geometric nonlinearity. The principal component analysis method was utilized for the detection of nonlinearity in the recorded data. The results show that the developed methods are suitable for damage classification, but the quality of the acquired signals must be considered an important factor influencing successful classification. The development of these methods may be extremely useful, as such technologies could be applied for offshore platforms in service, enabling damage detection with fewer false alarms.     

对称Alpha稳定分布噪声下的Duffing振子检测方法

Duffing振子是利用系统对与策动力同频的小信号敏感而对噪声免疫实现微弱信号检测,特定分布下的噪声激励Duffing振子系统不会发生相变是应用该方法的前提条件。文中主要研究了服从Alpha稳定分布的噪声激励Duffing振子产生相变的鲁棒性问题,研究结果表明Duffing振子相变在Alpha稳定分布源的激励下为小概率事件。为消除小概率相变的影响,利用多支路并行检测及多数判决准则对常规的Duffing振子检测方法进行改进,即将待测信号分段截短周期延拓后送入多个并行Duffing振子检测单元,若检测单元多数发生相变,必然是由于弱目标信号而非噪声激励所致,即可判定检测信号中包含目标小信号。将该方法应用于水下目标回波信号的检测中,实测数据处理结果验证了该方法是有效的。     

基于深度学习的海上目标快速检测方法

在智能海洋船艇自主导航和避障过程中，对周边环境的感知能力非常重要。本文针对智能船艇对环境感知的速度和精度需求，提出了基于深度学习的海上目标快速检测方法，并构建了以船舶、浮标和岛屿为检测目标的海上目标数据集。本方法通过提取目标图像不同尺度特征语义信息，应用多框检测器实现对目标的分类和定位，采用非极大值抑制算法筛选最优结果，实现了海上目标快速高精度检测。实验结果表明，本方法在自建数据集上取得了83.3%的识别正确率，单帧耗时9.8ms, 在相同实验条件下，正确率和单帧耗时均优于现有同类快速目标检测方法，证明了该方法可以满足智能船艇对环境感知的速度和精度需求。     

电压型PWM整流器电流空间矢量控制研究

针对如何提高电压源型三相PWM整流器交流侧电流的控制速度问题,本文提出了控制和调制相结合的两种控制策略,即电流的空间矢量滞环控制策略和优化的电流空间矢量控制策略。本文分别对这两种控制策略进行了仿真,仿真结果验证了两种策略的有效性。     

粘弹性阻尼材料减振性能试验评估方法

为在船体结构声学设计阶段或阻尼材料研制阶段预先评估粘弹性阻尼材料的减振效果,基于锤击法,建立平板振动试验模型,引入频响函数幅值平均衰减量参数,对3型粘弹性阻尼材料复合试样分别在不同频段内的减振效果进行对比分析。结果表明：基于损耗因数和频响函数幅值平均衰减量的粘弹性阻尼材料减振效果试验评估方法能迅速在不同频段对阻尼材料的减振性能进行排序;利用频响函数幅值平均衰减量,可对耗能机理较为复杂的约束阻尼减振效果进行评估,为结构设计或研发阻尼材料提供依据。     

STS断电快速检测方法的研究

介绍了STS的拓扑结构和工作原理,详细阐述了滑动窗口模型有效值法、三相绝对值之和法和dq变换法三种断电快速检测方法的工作原理,并用计算机仿真对比分析了以上三种断电快速检测方法的优缺点。研制了一台120kVA容量的 STS实验样机并进行了验证实验,实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于运动与表象特征的广域船舶目标识别方法

[目的]旨在提出对航行于关键广阔水域内的船舶进行准确识别和定位的改进方法.[方法]运用视频监控的优点,综合采用基于背景差分算法的运动目标检测方法与基于深度学习算法的图像表象特征识别方法,结合目标的运动特征和图像表象特征,实现多维度广域船舶识别的功能,并对水纹降噪、多级运动检测、航道监控图像窗口分割检测等方法进行改进,进...     

发射装置可靠性指标分配方法研究及其应用

针对发射装置研制的特点,介绍了可靠性指标分配的基本准则及相应的分配方法,即等分配法、比例分配法、专家评分法、AGREE分配法等.针对发射装置可靠性信息特点,提出了在发射装置论证和方案设计阶段、初步设计阶段、详细设计阶段进行可靠性分配的原则,并将AGREE方法用在发射装置的可靠度的分配中进行了应用,取得了较好的效果.     

异质结构焊缝检测的相控阵超声全聚焦算法优化

船舶异质结构焊缝检测的相控阵超声全聚焦算法信噪比高、适应性强，但该算法存在超大计算量和伪影等诸多问题。依据声束指向性提出该算法的优化方案。过滤非声束指向性声场中的重构点可大幅提升计算速度，并可优化相同路径默认调取全矩阵中同一幅值的伪影问题。将优化算法用于异质结构，获得高效高质量的检测结果，为满足铝钛钢复合接头大批量在线无损检测的工程需求提供思路。     

基于双核DSP的科氏质量流量计并行信号处理

科里奥利质量流量计可直接测量介质质量流量与密度,因而被广泛应用于海洋石油领域。针对单处理器难以保证CMF信号处理实时性要求的问题,基于双核DSP设计了多任务分布的CMF并行信号处理方法。完成数据采集与数字滤波计算任务的预处理进程与完成频率检测与相位差检测任务的后处理进程以并行方式分布在双核DSP中,2个进程之间通过核间中断进行同步。为了验证相位差检测实时性与精度,构建了CMF信号处理验证平台。实验结果表明,基于双核DSP的CMF并行信号处理方法具有更高的精度与实时性。     

多周期稳定数值造波的参数设计方法

[目的]针对数值模拟中波浪随传播时间和距离发生波幅衰减及相位偏移的问题,提出一套可用于多周期稳定造波的参数设计方法。[方法]基于Navier-Stokes方程和流体体积（VOF）方法进行五阶Stokes波数值模拟,通过对一维波动方程的离散形式进行分析,研究几个重要参数对造波效果的影响。最后,应用所提参数设计方法对KCS船型在迎浪中的阻力和运动响应进行三维数值计算,并与模型实验结果进行比较。[结果]结果表明,将内迭代次数、网格分辨率、库朗数等参数按照一定规则设置,20个波周期内的波幅误差约5%,40个波周期的约10%。对KCS船型进行的三维数值计算结果与模型实验结果相比误差约10%。[结论]经此研究,验证了所提方法的可行性。     

港口工程PHC管桩完整性检测技术分析

随着PHC管桩在港口工程中的广泛应用,也逐渐暴露出该桩型的一些弱点。尤其是由于其脆性导致的开裂、断桩等现象屡见不鲜,因此,对其完整性的检测和控制显得十分重要。本研究从目前应用于基桩完整性检测的各种方法中总结规律,分析每种方法的优缺点,提出港口工程PHC管桩完整性检测的基本程序,并将其应用于长江某港口工程中,取得较好效果。     

静止和变换背景下的移动目标检测

运动目标追踪与检测是模式识别的重要应用。本文介绍应用于静止和移动背景下的目标检测方法:帧间变化检测;光流方法;以及根据当前帧及其前面帧数的信息预测背景检测运动目标的方法。给出这几种方法的基本原理,对比以及应用。