基于反馈粒子滤波的船舶模型参数辨识

[目的]近年来,随着船舶朝着大型化、高速化、智能化的方向发展,船舶动力定位技术显得尤为重要。为了在动力定位系统中建立运动数学模型,需要确定模型中各参数的值。[方法]首先,以一艘挖泥船为研究对象,建立船舶运动数学模型,并分离出纵荡运动模型以及横荡与艏摇运动模型;然后,基于系统辨识理论和反馈粒子滤波算法辨识模型中的未知参数,包括2个主推进器和1个侧推进器的推力系数;最后,进行仿真实验,求得待辨识的参数值。[结果]通过与扩展卡尔曼算法的比较,显示反馈粒子滤波算法对参数辨识的效果更好,验证了反馈粒子滤波算法的可靠性。[结论]该方法在船舶动力定位系统中具有良好的应用前景。     

船舶动态预测算法研究与仿真

针对预测船舶在波浪中的运动情况这一问题进行研究。首先,研究大型船舶在波浪中的运动特点,描述了船舶在水中的运动坐标系,并分析船舶在2种坐标系下的多种运动;然后,在此基础上对船舶运动的数学模型进行研究;对于船舶的动态预测,研究基于卡尔曼滤波理论进行预测的算法。最后,针对给定的某型船只的具体参数,在给定海情下进行船舶动态预测仿真,并对仿真结果进行分析。通过预测仿真实现,能够更好地预知船舶在波浪中的动态,及时调整船舶姿态,有效保证船舶安全运行。     

Alpha-beta滤波在船舶动力定位状态估计中的应用

船舶动力定位系统已广泛应用于海洋工程中,状态估计是动力定位系统的重要组成部分。在工程应用中,状态估计方法主要采用基于卡尔曼滤波的算法,但是这些算法对于船舶首向的滤波效果并不理想。alphabeta滤波是一种不基于模型的稳定常增益滤波器,其结构与卡尔曼滤波类似。本文设计了一种混合滤波器,采用alpha-beta滤波对船舶首向进行滤波,扩展卡尔曼滤波对船舶横向和纵向进行滤波,以改善船舶首向的滤波效果。通过将混合滤波器的滤波效果与扩展卡尔曼滤波器进行对比,验证了alpha-beta滤波用于船舶首向滤波的可行性和有效性。     

子空间在线辨识算法原理及应用技术研究

为了解决船舶数学模型中水动力参数可能随着外界海洋环境的不同而发生漂移的问题，提出一种在线更新船舶黑箱模型的子空间辨识策略。该方法根据子空间辨识过程中QR分解的特点，采用Givens旋转矩阵对该复杂分解过程进行处理，从而降低计算复杂度，并通过改进使得子空间辨识算法能够适用于在线辨识。最终将该算法应用于动力定位系统中，实现了对船舶模型参数的实时调整，克服了传统船舶模型辨识算法只能对模型进行离线辨识的缺点，同时也为动力定位中紧急情况下的船位推算提供了较为准确的模型依据，最大限度地提高了作业的安全性。文末的仿真及实船数据进一步验证了算法的有效性。     

UKF和PF融合算法在动力定位船舶状态估计中的应用研究

针对船舶动力定位状态估计时使用扩展卡尔曼滤波导致模型失配而产生滤波精度不高甚至滤波发散的问题,设计一种融合无迹卡尔曼滤波和粒子滤波的动力定位船舶状态估计算法。该算法以粒子滤波作为整体框架,运用无迹卡尔曼滤波对粒子状态的每次更新进行最优化估计,从而最优化了每个粒子的状态,再根据每个粒子的重要性分布,得出船舶复合运动中的低频状态。Matlab仿真结果表明,该方法能够从含有高频和噪声干扰的测量信息中估计出的船舶低频运动状态,相比于直接使用UKF,该方法的滤波精度更高,滤波性能也比较稳定。     

船舶步进电机位置精度优化控制方法

综合现有方法的研究思想,设计一种新的船舶步进电机位置精度优化控制方法。首先对船舶步进电机进行仿真,构建船舶步进电机的数学模型。接着对船舶步进电机实施系统辨识,在系统辨识中需要对辨识数据进行获取并对其进行预处理,然后通过神经网络进行系统辨识。最后根据系统辨识结果设计船舶步进电机位置精度优化控制器,实现船舶步进电机的位置精度优化控制。对船舶步进电机进行仿真,对设计方法进行仿真实验测试。测试结果表明,设计方法下的运行响应时间最低可达6.35 ms,在负载扰动时间不断增加的情况下,设计方法的调节时间最短且增长更加稳定。说明设计方法较为优越,有很强的实用性。     

变吃水船舶动力定位控制策略

针对船舶动力定位变吃水的问题,利用自适应PID能够实时进行参数校正的特点,设计一种自校正PID控制器。利用船舶模型试验相关数据建立被控对象的数学模型。引入改进的最小二乘估计算法进行系统辨识,并通过极点配置法计算控制器参数;最后针对具体船型进行仿真和分析。仿真结果显示,当船舶数学模型发生改变时,自校正PID控制系统能够实时估计模型的参数并进行调整,使系统保持稳定。     

模型参数辨识在运动控制仿真系统的应用

船舶运动控制仿真系统是船舶开发过程中的辅助系统,能够模拟船舶在多种激励下的运动状态,有助于提高船舶运动控制系统的设计水平。本文研究的重点是一种模型参数辨识技术在船舶运动控制仿真系统的应用,本文首先建立了船舶运动仿真力学模型,利用基于粒子群算法等数学算法,针对船舶运动控制仿真系统的参数辨识等进行了优化与仿真试验。     

参数辨识在船舶运动控制中的研究与应用

本文以系统辨识的方法,对船舶运动模型--KT方程的参数进行辨识.通过分别研究最小二乘法和遗传算法在船舶运动方程参数辨识中的应用,提出了一种结合最小二乘法和间接模型参考自适应法的混合辨识算法,并经仿真实验数据的辨识结果分析,有力地证明了本方法的可行性和合理性.     

基于四元素的扩展卡尔曼滤波航姿参考系统算法设计

为了优化飞行姿态信息,设计一种适用于捷联式航姿参考系统的九态扩展卡尔曼滤波算法,得到最优估计。为了验证此EKF算法的可行性和滤波效果,采用AHRS300惯性测量单元的数据进行MATLAB滤波算法仿真,把感器采集数据平滑计算后,建立精确的MATLAB算法模型作为参考。把两种结果作差比较,计算姿态角误差。从仿真结果可以看出,所设计的算法能够获得较好的姿态角精度,证明此扩展卡尔曼滤波性能良好。     

Errata

正In the paper"Influence of Fouling Assemblage on the Corrosion Behaviour of Mild Steel in the Coastal Waters of The Gulf of Mannar,India"in Vol.12,No.4,Page:509,References were lost,and the two authors’biographies were identical.The correct text is shown below.We apologize to the authors and our readers for any inconvenience caused by the errors.     

Journal of Marine Science and Application 2014 Sum. Contents

正~~     

第34届海洋、离岸及极地工程国际会议(英文)

正St.John's,Newfoundland,Canada,May 31-June 5,2015 OMAE2015 is the ideal forum for researchers,engineers,managers,technicians and students from the scientific and industrial communities from around the world to: meet and present advances in technology and its scientific support;     

联合作战计划和执行系统

全球指挥控制系统(GCCS)实施当前美国海军网络中心战信息基础设施的联合计划网络。联合作战计划和执行系统(JOPES)支持GCCS实现联合计划。JOPES有两类计划：时间不限的精密预案计划生成作战计划、方案计划或职能计划；时间敏感的危机行动计划生成作战命令或战役方案。前者在和平时期创建的作战计划是后者的计划基础，加速应付危机的能力。     

Eastbound or westbound ?

In terms of equal sailing distances, where is the inflexion when ships depart from ports in the Asian Continent to New York via Suez and/or Panama？
The answer is China South Port Group （Hong Kong, Shenzhen and Guangzhou）.     

桥梁防撞设施物理模型试验

物理模型试验是预报防撞设施所受撞击力及优化设计方案的主要方法之一。结合杭州湾大桥柔性防撞设施及东海大桥独立式防撞体设计方案,阐述了船—防撞体撞击试验的基本原理、方法、试验方案及相关试验结果。提出了柔性防撞系统的优化方案。试验结果表明,该方案经济有效,可供预报类似桥梁防撞设施撞击力时参考。     

印尼某电厂码头水工建筑物设计

印尼某电厂项目码头水工建筑物包括码头、防波堤和护岸等主要组成部分。在该项目水工建筑物的设计过程中,综合考虑当地的自然条件、施工能力和材料来源等因素,不断优化结构选型和结构断面。根据不同使用要求,护岸分别采用直立式和斜坡式2种结构型式,推荐的设计方案节省投资、施工方便,可供同类工程设计参考。     

开放式数据挖掘系统模型

目前国内已经出现了少量的数据挖掘相关产品。国内数据挖掘软件无论从数量还是质量上比较，都与国外软件存在着较大的差距。随着数据仓库技术的普及，数据挖掘应用的需求越来越强烈，如何缩短这种差距，研发数据挖掘软件产品成为国内业界的一个重要问题。通过引用目前国际通用数据挖掘标准技术来构建开放式的数据挖掘系统模型，该系统模型从可扩展性、可重用性、易用性等方面得到了加强。     

关于现行船舶规范及未来趋势的分析研究

本文简单介绍了近期已经生效或者即将生效的规则规范,并试图通过分析总结,对未来立法趋势做一个简单预测。     

Recent progress on wave induced loading measurements in warships

Recent measurements of wave induced hull strain and flexure in RN warships are presented together with the derivation of the current design criteria for extreme hull girder bending loads. The history of the development of the shipboard instrumentation used is given and recent developments to improve the quality and ease of analysis of the data are described. An unexpectedly high transverse asymmetry in the longitudinal strains measured in destroyers is shown to be the result of a combination of vertical and lateral bending in oblique seas. Finally recent theoretical comparisons between the loading of Deep-Vee hulls and conventional UK rounded bilge hulls are presented which demonstrate the higher loading experienced by this type of hull form.