船舶航向非线性系统的输出反馈鲁棒控制

考虑船舶航向控制系统模型中存在非线性，假设模型参数和外界干扰有界的情况下，首先利用Lyapunov稳定性模型，提出了一种状态反馈鲁棒控制新算法的自动舵设计，进而考虑到实际船舶上，在进行航向控制时，并不是所有船舶运动状态都是可测的，仅有航向是可测的，采用一种高增益状态观测器对状态进行重构，提出了输出反馈鲁棒控制自动舵设计，以大连海事大学远洋实习船“育龙轮”为例，进行了输出反馈鲁棒控制自动舵设计，并利用Matlab工具箱进行了仿真研究，结果证明该算法是十分有效的。     

双桨双舵船舶操纵性预报研究

采用MMG数学模型，结合双桨双舵船舶的水动力性能特点，建立了双桨双舵船舶在静水中水平面上的操纵运动模拟模型，应用该模型对一艘双桨双舵船舶在满载条件下的定常回转试验、Z形试验和紧急停船试验进行了数值模拟，得到了表征船舶操纵性的指标．通过将预报的操纵性指标和IMO提出的操纵性标准进行比较，实现了对该船操纵性的定性预报．     

30m级内河双体浮油回收船船型优化及快速性试验研究

30m级内河双体浮油回收船为我国内河首艘专业浮油回收船,要求该船当辖区内出现重大溢油事故时能够快速到达指定地点,并有效承担溢油清除任务。本文简要介绍该船在研发设计中,针对该船既要满足25km/h（13.5kn）的应急响应航速,又要在溢油清除作业1～4 kn低速时保持稳定,同时具备良好的操纵性能,在船舶快速性方面所做的试验研究工作。在研发设计中,针对该船设计方案选用单体或双体船型、尾部线型优化、带导管全回转舵桨和不带导管全回转舵桨等不同船型方案所进行的船模试验和分析研究,也对目前国内外较先进的收油机做一简单介绍。     

船舶航向自适应舵的一种设计方法

根据ＰＩＤ自动舵和自适应操舵仪的控制优点，提出了船舶航向自适应舵的一种设计方法。给出了系统的结构，自适应ＰＩＤ操舵律的算法及船舶航向控制、舵令与舵角的编制方法。     

基于PID的船舶航向控制

文章根据实船参数设计出PID自动舵,并在此基础上对控制器进行了模糊控制优化,在simulink环境下进行了仿真检验,最后对仿真结果进行了比较。结果表明,PID船舶航向控制器具有更强控制性和稳定性。     

船舶航向非线性系统的模糊神经网络智能控制器设计

船舶航向控制系统具有典型的非线性和不确定性特性，并受自动舵执行能力的约束，这使得作为船舶智能化基础的航向控制极具挑战性。首先分析了船舶航向运动特性，给出带有舵约束的航向运动非线性数学模型；然后以模糊神经网络为控制器结构，在噪声加入和参考轨迹设置算法的支持下使用遗传算法对控制器参数进行自动搜索和优化，设计一种船舶航向智能控制器；最后对航向控制进行仿真。结果表明，所设计的航向智能控制器对船舶参数摄动和扰动具有良好的鲁棒性能。     

在舵角,舵角限制器在船检工作中的见解

本文作者根据自己多年船检工作经验，提出了放宽舵角限制器提高船舶回转性的见解，可与同仁共用商榷。     

基于双级模糊控制器的船舶操纵运动控制系统

针对船舶航向控制系统，要求既有快速而又平稳的回转性，又有准确无误的航向保持性，用常规的模糊控制器控制时，难以同时满足大角度转向控制和小角度航向保持的性能要求．文中提出用两级模糊控制器构成了一个既具有可靠性、实用性，又具有良好的船舶向控制性能的模糊控制系统．此种可快速切换的双级模糊控制器系统与优化后的ＰＩＤ控制系统相比，不仅使船舶转向时动态响应快，超调量小；而且在航向保持阶段，航向的稳定性也更优。     

隋代五牙舰及其复原研究

五牙战舰，是隋文帝杨坚在开皇八年(公元588年)讨伐江南的陈叔宝(后主)时，命行军元帅杨素所造大型战船．根据文献关于五牙舰及其拍竿的记载，对船体尺度、型制进行了研究，对拍竿的构造及尺度作了探讨，并绘出型线图、总布置图及船中剖面图．据此所制作的五牙舰模型，已在北京中国人民革命军事博物馆正式展出．根据近年出土的拖舵，对本船应配置的舵又作了修正．     

强机动超空泡水下航行器空间运动控制面布局(英文)

针对超空泡航行器航向舵后置布局在强机动航行时舵效不足的问题,建立了一种全新的兼顾直航与机动运动的控制面布局模式,首次提出了非对称分布艏舵的超空泡航行器控制面总体方案,采用双自由度空化器作为控制面,水平偏转控制航向,上下偏转控制俯仰和深度,且在空化器下部复合抗横滚鳍片。针对某超空泡水下航行器进行了系统动态特性仿真分析,横滚剩余力矩约从0.1s衰减至0,极限横滚角小于0.1°。分析结果表明:以空化器作为艏部航行舵替代常规布局的尾部航向舵,可以显著提高舵效。     

基于MMG模型的船舶动态扇形自动搜寻模式

为提高海上搜救效率,提出一种基于船舶操纵运动数学模型研究小组(Ship Manoeuvring Mathematical Model Group,MMG)模型的船舶动态扇形自动搜寻模式。在充分考虑风、流等外界扰动影响的基础上,不需要额外进行风、流等漂流模型的推算,以Matlab软件中Simulink模块为工具进行仿真。仿真结果表明:在不依赖GPS船位的前提下,船舶的航向、舵角、航速均符合航海实践要求。该搜寻模式可提高应对海上突发事故的搜救能力,从而减少突发事故中的人员伤亡和财产损失。     

船舶航向自适应鲁棒PID自动舵设计

利用野本模型作为船舶航向控制系统的模型,在给出船舶航向自动舵传统ＰＩＤ型控制律设计方法的基础上,考虑到船舶航向控制系统模型中存在参数不确定性和外界干扰不确定性,建立含有不确定性项的船舶航向误差控制系统的状态方程,提出了船舶航向自适应鲁棒ＰＩＤ控制律算法,利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ理论证明了所提出算法的稳定性,并且Ｍａｔｌａｂ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ工具箱进行仿真研究。     

基于遗传优化径向基神经网络的船舶航向控制

设计了一种基于遗传算法优化径向基神经网络的船舶智能自动舵.针对船舶航向控制过程中的非线性和不确定性,将RBF网络直接逼近船舶模型内部不确定项和外界扰动,借助李雅普诺夫理论推演控制系统渐进稳定.利用遗传算法对径向基神经网络进行优化提高逼近性能.对比仿真结果显示,同等条件下,上述控制器较一般自适应控制和模糊PID控制系统稳定时间普遍快40%,平均超调量缩小100%,控制输入舵角进一步平滑稳定,且船舶航向对船舶内外部干扰不敏感.     

舵鳍联合减摇的鲁棒控制系统

为了在保持航向的同时,达到较好的减摇效果,提高船舶航行的安全性和舒适度,设计一种舵鳍联合控制系统。根据先验知识,用具有工程意义的带宽频率、高频渐近线斜率、最大奇异值和频谱峰值4个参数构造了闭环系统的传递函数阵,给出了多输入多输出系统的闭环增益成形算法,将之应用于舵鳍联合减摇的控制中,运用Simulink工具箱得到仿真曲线。仿真结果表明所设计的控制系统在保证航向控制的同时,船舶横摇平均在±2°左右,最大4°,达到了较好的减摇效果。     

喷水推进船转弯过程中的喷泵性能研究

建立了喷水推进系统和船体转弯操纵的稳、动态数学模型。并考虑喷泵汽蚀的影响，对喷水推进船转弯过程中的喷泵工作状况进行了研究，为喷水推进船确定合理的转弯操纵方法提供了依据．研究内容包括不同初始航速下所有喷泵大舵角转弯、高初始航速下部分喷泵转弯和高初始航速下所有喷泵小舵角转弯这几种转弯方式下喷泵的工作状况．对计算结果进行分析后认为在非紧急情况下高航速时用部分泵实现转弯是最合适的转弯方式．     

常规船舶操纵运动计算机模拟

通过对船舶四象限操纵运动数学模型结构的研究，考虑船、浆、舵、风、流、浅水等因素的影响，进行了仿真计算。仿真结果同“明海”轮的实船数据进行比较，精度满足要求，表明仿真计算是可行的。     

对维持航向最小速度的探讨

“1972年国际海上避碰规则”(以下简称“规则”)第19条第5款要求，在能见度受限制水域及其附近航行相互看不见的船舶，“除已断定不存在碰撞危险外，每一船舶当昕到它船雾号显似在本船正横以前，或与正横以前的他船不能避免紧迫局面时，应将航速降低到能维持其航向的最小速度。必要时应把船完全停住，而且，无论如何，应极其谨慎驾驶，直到碰撞危险过去为止”。对本款如何正确理解?对一般船舶来说决定维持航向最小速度应考虑哪些因素?在操船实践中如何执行以上规定?这些问题教材和专著涉及较少，但实际操船中对正确执行“规则”，正确采取避让行动都很有意义。     

安庆长江铁路大桥防船撞研究

根据美国阿肯色河桥和广东九江大桥船撞非通航孔桥墩时的速度,质疑美国公路桥梁设计规范中"船偏离航线速度正比下降"的方法。符合实际地总结出"失舵不失速"的工况,结合安庆铁路桥的防撞研究,对船撞桥速度的选取、船撞力和需设防桥墩数目的确定提出了见解,并对防撞方案进行了探讨。     

能见度不良时多船避让之雷达标绘求解法

本文通过雷达标绘实例对在能见度不良情况下，多船会遇并构成碰撞危险时，本船应如何确定重点物标，如何采取避让行动，在采取行动后如何查核避让行动的有效性，以及最终可于何时恢复原航向（航速）等内容作了必要的阐述。     

基于串联排队网络的三峡-葛洲坝水利枢纽联合调度模型

为了提高三峡-葛洲坝水利枢纽的整体通过能力,分析了三峡-葛洲坝水利枢纽联合调度的实际需求,建立了三峡-葛洲坝水利枢纽联合调度数学模型,考虑了闸室面积利用率最大、整体待闸时间最小两个目标函数和船舶编排过程中的八个约束,应用串联排队网络理论求解模型。算法将申报船舶按照航向分成四个船舶序列,动态计算每艘船舶的权重,兼顾船舶长度与宽度优先,待闸时间约束、葛洲坝船闸通航条件限制和任务均衡的要求,循环排船,逐步优化。应用结果表明应用该数学模型和编排算法编制一个计划期的两坝五闸计划仅需2 min,编排时间短,葛洲坝2#船闸的闸室面积利用率高于70%,并且客船和旅游观光船均排在前面的闸次中,说明客船的待闸时间约束是满足的,并且在航向上是上下航向交替运行,没有出现倒闸情况,编制的计划满足实际调度需要。