基于多维PC扩展的多学科稳健优化算法研究

针对多维不确定性下的多学科稳健设计优化问题,以随机不确定性因素的均匀分布和正态分布并存状况为例,提出一种新的以Legendre polynomials和Hermite polynomials为基础与多维多项式混沌方法,构建多维不确定性量化模型,完成多学科稳健设计优化框架的研究。同时将多维稳健优化方法应用于多学科设计优化的实际工程算例散货船优化论证中,并与文献的单维稳健优化方法进行比较。结果表明,在多维不确定性因素影响下,采用多维多项式混沌方法解决多学科稳健设计优化问题,其优化结果与确定性多学科设计优化结果相差不大,能够得到较为稳健的计算优化结果,有效减少和避免设计优化方案失效的可能性。     

基于广义多项式混沌法的圆柱壳自由振动不确定性分析

为了实现对舰船结构声振特性的精确预报,开展考虑建造因素的圆柱壳结构自由振动的不确定性分析。在分析影响圆柱壳结构自由振动中的材料不确定性和几何不确定性基础上,应用一般多项式混沌方法建立含建造因素不确定性的圆柱壳结构自由振动的求解模型。最后,基于配点法分析建造因素不确定性对圆柱壳结构自由振动的影响。研究结果可为舰船结构的设计与施工中的建造声学质量控制提供技术支持。     

基于多维多项式混沌展开法的船舶不确定性优化设计

以船舶不确定性优化设计为对象,分析考虑多个随机变量对优化目标和约束的影响,提出一种基于多维多项式混沌展开法(PCE)的船舶不确定性优化设计,并将其应用于散货船工程优化实例中,保证船舶的稳健性和可靠性。     

多维随机不确定性下的船舶多学科稳健设计优化研究

通常船舶多学科设计优化仅考虑确定性的影响,忽视设计中不确定性因素的存在,显然优化结果无法真正保障船型方案的可行性和航行性能的优良性。目前,不确定性船舶多学科设计优化主要集中在一维不确定性分析。为了得到船舶设计优化的最优方案,以多维不确定性下的多学科稳健设计优化问题为例,通过分析考虑随机不确定性因素的均匀分布和正态分布并存分布状况,提出了一种新的以Legendre polynomials和Hermite polynomials多项式为基础的多维多项式混沌方法,并以海洋平台支持船为对象构建多维不确定性量化模型。通过对多维随机不确定性因素对船舶优化方案的影响分析完成了船舶多学科稳健设计优化研究,有效地减少和避免船舶设计优化方案失效的可能性。     

海浪预报不确定下的船舶运动姿态分析方法

实时准确地估计海浪预报不确定下的船舶运动姿态是一个非常困难的问题.为解决该问题,通过分析海浪预报的随机误差对船舶运动姿态估计的影响,建立基于不确定性海况预报数据的船舶运动姿态估计模型;引入多项式混沌展开方法,实现船舶运动姿态估计的不确定性量化(Uncertainty Quantification,UQ);利用船舶横摇运...     

基于PCE法和最大熵法的船舶不确定性优化设计北大核心CSCD

[目的]船舶不确定性优化设计(UDO)的关键在于不确定性的量化(UQ),传统的蒙特卡洛方法较为耗时且计算成本较高,故提出一种基于多项式混沌展开法(PCE)和最大熵法(MEM)的船舶UDO方法。[方法]首先,选取较低计算成本的PCE法来量化多个不确定参数作用下输出的随机性质;然后,根据正交多项式的特点,采用基于线性无关原则的改进概率配点法(IPCM)求解PCE系数;最后,利用推导的约束前4阶矩,结合最大熵法求解约束的概率密度函数(PDF),进而在失效域上积分得到UDO关注的约束失效概率。[结果]研究结果表明:改进概率配点法可以给出最优的概率配点数目,并显著减少样本点数量;基于PCE法和MEM法求解约束失效概率时,与蒙特卡洛法结果对比,其在不额外增加计算量的前提下亦可满足精度要求;散货船工程算例的优化结果验证了PCE法较常用的蒙特卡洛法在精度和效率上更具工程应用优势。[结论]该不确定性优化设计方法可以高效准确地实现船舶设计方案的稳健性和可靠性。     

利用混沌理论进行船舶电力系统脆性模型仿真与分析

在求解随机、非线性系统的运动规律时,系统的不确定性往往使求解结果不唯一或者不够精确。混沌理论由于其周期循环特性、对输入条件的敏感性和内相关性等特点,被广泛运用在非线性系统中。船舶电力系统结构和组成复杂,是典型的非线性系统。本文将混沌理论应用于船舶电力系统的脆性模型仿真与预测分析上,取得良好的效果。     

Kolmogorov熵在船舶电力系统可靠性研究中的应用

混沌分析和非线性特性的故障识别一直是船舶电力系统可靠性研究中的重点和难点,本文应用Kolmogorov熵分析和研究船舶电力系统的可靠性.通过计算和分析不同状态下船舶电力系统的K熵,得到了船舶电力系统的混沌定量判据,使船舶电力系统混沌分析与电力系统的可靠性研究结合起来,为船舶电力系统可靠性研究提供新的方法和思路,同时将K熵的计算数值作为电力系统中故障的特征值来识别系统的故障.实验表明了该方法的有效性和可行性.     

舰船电力系统混沌运动的数值分析

为了研究舰船电力系统在周期电磁扰动下会发生混沌振荡的规律,应用Melnikov和Lyapunov指数两种方法对系统进行了混沌数值分析.Melnikov方法给出了不变流形和不稳定流形横截相交的必要条件,从而判断混沌运动的发生,同时应用Lyapunov指数,判别在扰动下的系统动态行为.仿真结果表明,Melnikov方法能给出系统发生混沌的解析条件,但仅为必要条件,而充要条件则由Lyapunov指数给出.     

计算机模拟技术在港口工程设计中的应用

计算机模拟技术作为有效的系统分析方法之一,已在国内、外港口工程的设计中得到广泛应用。结合多年来从事模拟模型研究的经验,通过不同货种码头和进港航道通过能力专题研究的实例对比,简要介绍模拟模型的技术特点及其在港口工程设计中的应用。     

基于微粒群算法的舰艇计划修理资源调度优化

为解决舰艇修理计划中时间和资源制约带来的问题,提出了基于微粒群算法的舰艇计划修理资源调度优化方法.将不确定性多项式的求解问题转化为优先级搜索问题,并利用微粒群算法实现了问题的快速有效求解.工程实例的求解得到了合理有效的分配方案,解决了在资源制约下最小化工期的问题.     

变频器应用中的抗干扰及其抑制

变频器在工业生产中的应用越来越广泛,其干扰问题日益引起人们的重视.该文主要介绍了变频器应用系统中干扰产生的来源及其传播途径,提出了抗干扰的实际解决方法,阐述了在变频器应用系统设计和安装中抑制干扰的具体措施.     

船舶设计中的项目管理模式探讨

项目管理作为以项目为对象的系统管理方法,已在工程建设中得到普遍应用和发展,而应用于工程设计在我国还不普遍,船舶设计行业尚处于探索、总结和完善阶段.根据工程设计管理模式的变化,结合708研究所在多型船舶设计实施设计项目管理的情况,对船舶设计实施项目管理进行探讨,有利于提高项目质量,降低成本,提高设计院的竞争力.     

海洋平台振动模糊控制研究

在过去的三十年里,模糊逻辑控制在结构振动控制中得到了广泛的研究和应用.模糊逻辑控制具有很强的鲁棒性并且能够有效地处理非线性以及被控系统和外载荷的不确定性和不精确性,本文对于海洋平台振动模糊控制进行了研究.通过模态阻尼比的不确定性显示了模糊控制的鲁棒性,研究表明海洋平台的振动模糊主动控制是有效的、可行的,并且提高了平台的适用性和生存性.本文的方法毫无疑问为今后的海洋平台振动控制提供了一条新的途径.     

混沌理论和神经网络相结合的舰船摇荡运动极短期预报

舰船摇荡运动具有混沌特性,因而可以应用混沌理论对其进行预报.介绍了混沌时间序列预测原理;建立了基于混沌理论相空间重构技术的RBF神经网络模型,并将其用于舰船摇荡运动预报;通过对某实船纵摇时历的预报计算,证明了采用混沌和神经网络相结合的预报方法,能有效提高预报精度和延长预报时长.     

基于输出延迟反馈方法的船舶电力系统混沌控制

为了抑制船舶电力系统在周期电磁扰动下产生的混沌振荡,建立了船舶电力系统的双机并联数学模型,应用Melnikov方法得到了船舶电力系统产生混沌振荡的解析条件,采用输出延时反馈控制方法,通过选择合适的延迟时间和反馈系数,破坏系统发生混沌运动的参数条件.仿真结果表明,基于输出延时反馈控制方法的混沌控制器结构简单,所需的控制能量小,可以将系统的混沌运动状态控制为周期一运动,提高了船舶电力系统的稳定性.     

准周期激励非线性隔振系统的混沌研究

建立了准周期激励下非线性隔振系统的模型;应用Poincare映射方法对系统进行降维处理后,在Poincare截面上分析了系统稳定流形和不稳定流形的行为.应用Melnikov方法确定了系统产生混沌的参数区域.结果表明双曲不变环面的稳定流形和不稳定流形之间同宿横截相交是导致该系统产生混沌的根本原因,并给出了系统出现混沌时的相图、Poincare截面图,计算了Lyapunov指数.     

一种混沌遗传混合算法及其在机动多目标数据关联中的应用

讨论了混沌优化方法和自适应遗传算法在多目标数据关联中的应用,针对这两种算法的不足,提出了一种集成混沌优化与遗传算法的混沌遗传算法.仿真结果表明,将本文提出的集成算法运用于数据关联,可以提高关联成功率,加速算法收敛速度.     

水下缆绳松弛-张紧过程的冲击张力实验研究

系泊缆绳作为海洋结构物的定位系统,业已得到广泛的应用.当系泊的浮体发生大幅运动时,缆绳会发生松弛一张紧的变化,引起缆索结构的破坏.针对系泊缆索在松弛-张紧条件下的冲击张力问题,采用实验方法进行了研究,观察缆绳的松弛-张紧运动,测试得到缆绳在松弛-张紧过程的张力曲线,给出频谱曲线.研究结果表明,当缆绳发生松弛-张紧变化时,缆绳中存在冲击张力,并且比通常情况下的张力大很多.试验结果可为理论分析和实际的工程设计提供参考依据.     

海上保密信号中的混沌自适应同步算法研究

以海上安全通信为应用背景,对混沌理论在保密信号中的应用进行研究,提出一种基于混沌自适应同步算法的海上通信加密方法。分别介绍混沌的定义、常用的混沌系统以及Lyapunov指数混沌判断方法,并给出基于混沌同步算法的海上通信系统设计框图。实验结果表明,本文提出的方法具有一定的有效性和实用性。