海浪模拟的三维仿真研究

讨论了海浪模拟的Ｌｏｎｇｕｅｔ－Ｈｉｇｇｉｎｓ模型和双叠加法模型,给出了在计算机上实现其三维仿真的具体方法,并从波面细化、颜色处理和光照控制三个方面提出了对海浪模拟效果改进的方法。     

海浪扰动信号的仿真方法

给出了一种新的以遭遇频率表示的海浪遭遇谱和遭遇波倾角谱的数学表达式，介绍了建立随机海浪模型的三种仿真方法，即频率等分法、能量等分法和有理谱法，并采用能量等分法进行了海浪模型的仿真和分析。它对于研究船舶装备、船舶行业机器人、海上作业平台和船舶的运动控制具有重要意义。     

船舶动力定位海浪环境的实时仿真与海浪谱分析

提出一种根据随机海浪频谱来实时模拟随机海浪的方法,它可以用于研究动力定位船舶及其控制系统在不同海况时的性能,该方法可以采用多种海浪谱来进行海浪的仿真,仿真结构利用了快速傅立叶变换FFT（Fast Fourier Transform)进行频谱分析,仿真程序可用于实际的动力定位船舶系统。     

高速舰船的运动模型适用性分析及海浪中的操纵仿真试验

船舶运动模型的建立对于船舶运动控制算法的研究以及自动舵的研制和陆基条件下的检测都具有重要意义。对于静水条件下中低速船的航迹航向控制,三自由度模型较为简单适用,然而高速舰船的操纵特性与中低速船不同,在回转过程中会产生较大的横倾角,横摇运动与首摇运动的耦合作用较明显。本文通过Matlab对DTMB5415驱逐舰进行四自由度的运动建模及操纵仿真实验,根据仿真试验与水池试验数据的对比,验证了四自由度模型的适用性,并进一步应用该模型分析了海浪干扰对高速舰船运动的影响。     

基于 OpenGL 的实时三维海浪可视化仿真

海浪虚拟仿真技术是海上虚拟作战平台模型库构建的重要组成,直接影响到平台运行的逼真性和可行性。论文首先以重力波为例,分析了对规则海浪模型的仿真方法,然后采用线性波浪叠加法和海浪谱理论,探讨了不规则海浪模拟及其三维生成算法,通过建立海面规则网格,调用O penG L函数库,实现了对真实海浪进行模拟,为建立海上虚拟作战平台海浪模型提供了一种技术方案。     

基于海浪干扰滤波器的UUV近水面深度控制

针对UUV在近水面航行过程中海浪波动对深度计测量造成较大干扰进而影响深度控制效果的问题,设计一种带有海浪干扰滤波器的UUV深度控制方法。分析UUV海试中深度控制性能,选取合适的参数设计海浪干扰滤波器并验证了其滤波效果。考虑到PID控制器参数选择难的问题,采用遗传算法对其控制参数实现在线自整定。最后将实时海浪加入到UUV深度控制系统进行仿真实验,并将仿真结果与海试数据对比,结果表明本文提出的方法可有效的抑制海浪干扰,改善UUV近水面深度控制效果,具有一定的工程实际意义。     

虚拟海浪海洋环境模拟方法及应用

根据海浪理论及随机海浪的模拟方法和方钟圣所著《西北太平洋波浪统计集》的波浪资料,设计并编制了虚拟海浪海洋环境模拟软件,将《西北太平洋波浪统计集》的80个区块3 600份数据表的所有数据全部录入海洋环境数据库,初步完成了虚拟海浪海洋环境模拟流程和数据库界面的设计,将海浪虚拟化.以结构强度虚拟测试为例,介绍了外载定义过程船舶航行海况的设置方法,得到了海浪谱曲线和海况的波面运动图.研究结果表明:动态海况的显示技术和海洋环境数据库的配合使用,为船舶结构强度和总体性能虚拟测试提供了良好的测试环境.     

基于灰色理论的海浪实时预报

在气垫船高速行进过程中,由于其自身的特点,对其运动参数进行精确控制时,需要对海浪进行实时预报,以减小滤波的滞后.文中基于ITTC双参数谱对海浪数据进行了仿真,并将灰色GM(1,1)模型用于海浪信号的实时预报.针对海浪数据的特殊性,提出一种新型的数据预处理方法.预报结果可知,经过镜像数据预处理后,灰色GM(1,1)模型完全可以对海浪数据进行实时预报,其精度满足实际工程需要.     

基于Simulink的潜器在海浪中运动的实时仿真

以随机长峰波海浪作为模型,利用流体力学和波浪理论的原理对潜器在波浪中的运动进行受力分析,建立了潜器的横摇、纵摇和起伏运动的数学模型,用S函数进行各种海况下波浪力的计算和微分方程的求解,运用Matlab中的Simulink控件对潜器在海浪中的运动进行实时仿真,结果表明该方法能够比较真实地模拟各种海况下潜器在海浪中的运动情况.     

基于Vega的虚拟海洋视景仿真研究

虚拟海洋视景仿真系统是虚拟现实技术在军事领域中的应用。由于海浪运动的随机性,虚拟海洋的计算机生成成为视景仿真领域的研究难点。文中详细讨论了两种海浪模型,重点研究Vega中海浪原理和海洋模块的计算机实现,基于Vega软件生成海浪。从效果图中可以看出,模拟的海浪效果比较好,能够满足实际应用的需求。     

海浪磁场噪声的仿真与消除

基于J.T.Weave的海浪电磁场的理论模型和PM海浪谱,对海浪磁场噪声进行了仿真,通过分析海浪磁场的频谱特性,发现海浪磁场和远程目标磁场的频谱是分开的,利用低通滤波器消除海浪磁场噪声,从而提高对远程磁性目标的探测精度.     

一种具有鲁棒性的海浪干扰滤波器

海浪干扰对船舶的航向输出具有很大的影响,而运用海浪滤波器可以有效地消除海浪干扰,提高船舶的控制品质.本文系统地研究了H∞滤波技术及其在海浪干扰处理中的应用,设计出了具有较强鲁棒性的海浪干扰滤波器,并通过MATLAB软件中的仿真工具Simulink对该滤波器进行了仿真研究.通过分析仿真结果可知,H∞滤波器的滤波效果比较稳定,估计精度较高,能够有效地减小打舵的幅值和次数,达到节能的目的.总的来说,设计的H∞海浪滤波器能够有效地消除海浪干扰,并具有较强的鲁棒性.     

船舶动力定位海浪环境的实时仿真与海浪谱分析

提出一种根据随机海浪频谱来实时模拟随机海浪的方法,它可以用于研究动力定位船舶及其 控制系统在不同海况时的性能。该方法可以采用多种海浪谱来进行随机海浪的仿真。仿真结果利用了 快速傅立叶变换FFT(FastFourierTransform)进行频谱分析。仿真程序可用于实际的动力定位船舶系 统。     

双峰谱海浪的数值模拟技术研究

海上的波浪观测资料统计表明，海上纯风浪和纯涌浪的出现机会比较少，大部分以混合浪形式出现，其频谱结构多为双峰甚至多峰。研究双峰谱波浪的模型表述和数值模拟技术，对三种典型的双峰谱海浪进行了数值模拟，仿真结果表明了双峰谱海浪数值模拟的有效性。     

海浪干扰对船舶航向影响规律研究

在现有海浪研究的基础上,以国际电工委员会制定的航迹控制系统性能标准(IEC)62065提供的舰船运动模型为基础,模拟分析不同等级海况,不同类型船舶,不同航行条件下的航向角变化情况,证明了航向角在海浪干扰下的变化存在周期性,并总结出吨位、速度等对航向角变化的影响规律。为研究海浪干扰条件下的船舶操纵规律,优化操舵控制打下基础。     

船舶在海浪下的运动模型分析与舰船运动模拟平台的设计

海上航行环境恶劣,海浪干扰使船舶的摇荡运动不断加剧,从而威胁船舶的航行安全。因此,研究船舶在海浪下的运动模型和设计船舶控制系统对提高船舶航行的稳定性及安全性具有极为重要的意义。本文将通过建模的方式模拟实际船舶,研究船舶对海浪的响应,并且基于此设计船舶的运动模拟平台。     

海浪动态仿真研究

对海面波浪的特点进行分析,提出了用合成波加细碎波的方法进行海浪的动态仿真,着重分析利用对合成波参数进行修正的方法来增强模拟风浪的真实效果,海浪模拟图例说明了该仿真方法可行。     

基于并联机构的船舶海浪补偿平台仿真分析

将基于Stewart的并联机构应用到船舶海浪补偿,利用并联平台负载大、运动精度高等优点,使海上作业设备在海浪持续且复杂的扰动下能够精确、稳定地进行作业。为验证并联平台的快速调姿的可行性与准确性,通过Adams/Control模块和MATLAB/Simulink模块库搭建控制系统,通过PID调节误差,控制并联平台的运动,达到快速调整位姿的目的。通过对并联机构的仿真分析,并联机构具有快速,精确调姿的能力,为应用到海浪补偿系统提供了理论依据。