基于非线性Backstepping的船舶动力定位控制算法研究

船舶动力的定位控制属于是闭环控制系统,因风浪等一些环境产生的干扰,使船舶动力的定位控制存在不确定性的干扰控制问题。当前算法对船舶的动力进行定位控制时没有对船舶的动力进行定位,导致船舶动力定位控制不准确的问题。提出一种基于非线性Backstepping的船舶动力定位控制的算法。对船舶动力定位控制的数学模型进行构建,利用非线性Backstepping反步积分的控制原理为基础,通过对Lyapunov函数递推进行2步船舶控制律进行构造,有效地提高了定位的精确度,由此完成对非线性Backstepping的船舶动力定位控制算法的研究。实验结果证明,利用该算法使船舶动力定位控制的精确度较高。     

基于滑模控制算法的船舶动力定位系统控制仿真研究

针对船舶动力定位控制系统非线性的特点及控制过程难以优化,性能易随外界环境及负载变化而改变,本文提出了一种基于滑模控制算法的船舶动力定位系统控制方法。首先,探讨了动力定位系统数学模型的选取;然后介绍了滑模控制方法的原理及具体算法;最后通过Simulink对该算法进行了仿真验证,验证了滑模控制算法对船舶动力定位系统控制的有效性。     

模糊控制方法的水面船舶动力定位控制

传统船舶动力定位控制算法,在动力输出参量耦合情况下,存在动力阈值系数定位误差过大的问题。导致后续控制变量周期变化不稳定,无法准确控制船舶全局动力输出。为了解决上述动力定位控制问题,提出模糊控制方法的水面船舶动力定位控制。基于模糊控制方法的广域性,对动力控制参量进行模型计算;根据模型完成对动力变量目标位置定位量的优化。最后,根据优化阈值利用模糊神经算法,完成对输出控制量策略的更新,实现提升动力定位控制精准度,减小控制误差的效果。通过与传统算法的效果对比表明:提出的控制方法,具有定位速度快、精度高、资源消耗小的特点,更适合实际船舶动力定位控制场景的应用。     

动力定位船舶的设计和建造

根据IMO关于动力定位船舶设计规范,介绍了此类船舶设计和建造过程中的关键环节和控制要点,包括FMEA分析.     

基于预测函数算法的船舶动力定位系统控制

在系统分析和研究船舶动力定位的基础上,提出了一种基于预测函数控制的船舶动力定位方法,设计了预测函数控制器。在船舶动力定位部分,介绍船舶动力定位系统数学模型的选取,在预测函数控制部分,具体的探讨了预测函数控制方法的原理以及具体的算法。最后采用工程数据,对该算法进行了仿真验证,结果表示,预测函数控制方法能对船舶进行有效的定位。     

基于动态面控制方法的船舶动力定位控制

随着经济全球化的发展,人们对海洋资源的开采和利用逐年加深,在开采过程中需要在船舶上进行数据采集,保证船舶的稳定性对研究海洋资源具有深远的意义。本文通过引入动态面控制算法,利用动态面控制技术为动力定位船舶设计控制系统,每一步使用一阶积分滤波器来评估虚拟控制输入的导数,仿真结果显示与传统的backstepping方法相比减低了计算的复杂度,增强了鲁棒性。     

船舶动力定位系统滤波器的设计与研究

建立了船低频数学模型，对高频实验数据采用周期图法进行了功率估计，并根据功率谰估曲线建立了船高频数学模型，据此设计的有限冲激滤波器和最优估计滤波器已应用在某船动力定位系统中，效果良好。     

模糊控制技术在船舶动力定位中的应用研究

在进行某船动力定位系统的设计过程中,采用了模糊控制器作为系统的控制器,并针对仿真过程中出现的问题进行优化,得到了一个切实可行的模糊控制器,并对该模糊控制器进行了仿真试验验证。     

基于多处理机的船舶动力定位控制系统

该文介绍了船舶动力定位控制的设计方法,研究了动力定位系统的分布式多处理机体系结构,提出了动力定位应用软件的层次化结构设计思想,基于多处理机的系统设计方案合理,并行度高,实时性好,可靠性高,可以很好的完成复杂船舶动力定位系统所要求的实时信息采集,数据处理,控制计算,推力分配,能源管理等任务,具有重要的工程实用价值。     

移动式近海基地的动力定位控制研究

移动式近海基地是一个大型的、浮动的、自行驱动的、由三至五个模块组成的海洋结构.其中的每个模块均能在风、浪、流作用力下实现长期定位.本文首先讨论了针对移动式近海基地的控制架构.然后针对近海基地中的单独模块设计了一个非线性带前馈的比例微分(PD)控制器,并将其应用到多个模块的运动控制中.文中同时给出了所设计的控制系统的仿真结果.     

脉动风压下局部动力效应研究

探讨了随机脉动风压作用下,结构的局部动力效应问题,通过实例计算证明了局部动力效应影响不可忽略,这为正确分析脉动风压下结构的动力响应,准确、可靠地指导工程设计提供了理论依据.     

船舶动力定位仿真系统设计

为满足船舶动力定位系统研发、维护、操作培训等需要,在了解国内外动力定位仿真系统的基础上,设计动力定位仿真系统。研究动力定位系统的功能、组成、人机界面、仿真流程等问题。从模块模型函数标准、模型组件生成等方面设计仿真系统接口,并采用VB与Matlab混合编程实现接口功能,增强仿真系统的可扩展性和重用性。系统在预警处理、故障诊断方面等有待完善。     

深水SPAR风机系统全耦合动力响应分析研究

文章采用联合开发的计算程序对深水SPAR风机的浮体、锚泊和风机各子系统进行了水—气动力的全耦合数值分析,研究了深水浮式风机系统的动力响应特点。浮体水动力计算采用基于二阶精度的混合波浪模型(Hybrid Wave Model)的MORISON公式,锚泊系统采用细长杆理论通过非线性有限元方法实现,风机系统的空气动力分析采用基于多体气动弹性理论的FAST模块。以浮体控制方程为主体,通过模块间的载荷与位移传递在每个时间步上迭代求解,形成完全耦合的时域分析方法。通过对NREL的5MW SPAR风机系统在随机海况下的水动力响应分析,验证了该方法的有效性,并分析了浮式风机子系统间的混合动力作用。     

并行计算在船舶动力系统中的设计

在海上船舶航行中,其方位控制能力是整个船舶动力系统的关键,作用是利用自身的动力系统获得航行最大的前进动力。在航行过程中,由于船舶受到来自海浪、海风及海流不同方向的力矩作用力,其船舶动力系统中的方位控制器用来抵抗这些作用力。本文研究海浪、海风等力矩作用在航行船舶中的作用力数学模型,在此基础上,构造基于并行空间的船舶空位能力的计算规则,分析船舶在航行过程中的对抗力,并给出分析结果。     

无泄漏动力泵在舰船中应用前景的探讨

简述屏蔽泵和磁力泵的结构特点。比较这两类无泄漏泵与机械密封泵的优劣之处,分析屏蔽泵和磁力泵在设计、生产和工艺等方面的技术关键和解决途径,探讨两类无泄漏动力泵在现代舰船中的应用前景,同时也评价在舰船上采用无泄漏动力泵所产生的军事效益和经济效益。     

单点系泊船舶非线性动力学特性的试验研究

对潮流作用下单点系泊船舶的静态分岔特性和动态分岔特性进行了试验研究.通过试验确定了船舶的平衡系泊点及其Liapunov运动稳定性.以来流速度和系缆长度为分岔控制参数,研究了船舶系泊运动的静态分岔与Hopf分岔特性.对系统的动力学行为进行了定性分类,据此在参数空间中给出了局部分岔集.它将参数平面划分为四个不同的区域,每个区域中船舶的运动模式均不相同,但同一区域内系统的动力学行为是一致的.研究表明,单点系泊船舶具有复杂的动力学响应,试验中观察到吸引子的共存与跳跃和Hopf分岔现象.局部分岔集的确定为系泊系统设计参数的选择提供了依据.     

浅论大风浪船舶航行安全

文章试图从实船操作、公司岸基支持和海事机构安全监督的角度,结合大风浪船舶操纵与船舶避碰的理论,浅论船舶在大风浪中航行的安全保障。     

舰船保障性设计研究

文章首先介绍了国内外装备保障性现状;在分析舰船保障性设计要求与舰船装备特点、舰船全寿命周期保障性设计因素的基础上,提出了舰船设计与舰船保障性设计同步实施方法;最后,描述了舰船保障性设计过程,并为全面开展舰船保障性设计提出了建议.     

强震作用下动孔隙水压力对砂质边坡动力响应的影响

基于砂质边坡的弹塑性有限元模型和室内振动台试验研究了动孔隙水压力对边坡动力响应的影响规律。研究结果表明,坡脚位置的动孔隙水压力增大趋势明显,为滑坡最易剪切滑出的位置,在实际工程中应作为重点防护位置;动孔隙水压力随着平均有效应力的增加呈现总体减小的趋势;动孔压的存在使边坡在受较大动应力作用时破坏加速;由平均主应力增量引起的孔压与土的非线性变形特性无关。无地下水时,砂质边坡的坡顶首先发生拉裂破坏,表现出明显的鞭梢效应;有地下水时边坡的破坏首先出现在坡脚。地震作用下室内试验测得的动孔隙水压力整体上小于数值模拟值,但最大误差均控制在15%以内,验证了数值模拟结果的准确性。     

防止大风浪对船员造成伤害

船舶在海上航行,气象变化反复无常,时而风平浪静,时而大浪滔天。当恶劣海况来临之际,船员们要高度警惕,它不仅直接影响船舶的安全航行,也有可能会直接伤害到船员的生命。一、几起事故回放近年来由于大风浪对船员造成伤害的事故屡有发生,这些惨痛的教训告诫我们,安全生产人人有责,安全生产刻骨铭心。船舶在海上航航行行,气象变化反复复无常常,时时而风平浪浪静,时而大浪滔天。当恶劣海况来临之际,船员们要高度警惕,它不仅直接影响船舶的安全航行,也有可能会