船舶航向非线性控制的数学模型与分析

传统的船舶航向控制模型存在着航向控制精确度的缺陷,为此提出船舶航向非线性控制数学模型研究与分析。建立船舶航向分析坐标系对船舶航向参数进行确定,根据确定的参数建立船舶航向非线性运动数学模型,以上述模型为基础采用粒子群算法对船舶航向非线性控制程序进行编写与执行,实现了船舶航向非线性控制数学模型的建立。通过实验得到,建立的船舶航向非线性控制数学模型航向控制精确度比传统模型高出30.8%,说明建立的船舶航向非线性控制数学模型具备极高的有效性。     

十二相同步发电机的电路模型及仿真

在十二相同步发电机基本数学模型的基础上,根据整流绕组各参数间的等值关系,推导出其磁链方程及等效电路,并基于MATLAB/simulink的仿真环境建立了该型发电机的仿真模型。该模型考虑了整流绕组之间互感不相等的情况,使其更符合实际。利用此模型可以更方便地研究十二相同步整流发电机系统的各项性能。最后通过实机试验检验了模型的正确性。     

基于 PEEC 理论的线缆建模方法

随着舰船上设备的增多,用于设备间通信的连接线缆的相互耦合越来越不可忽视。部分元等效电路方法（PEEC）作为一种场路结合的方法,通过场的方法提取等效电路参数,形成等效电路模型,进而进行相应的电路仿真计算。将 PEEC 方法应用于线缆建模,可以准确而高效地提取其等效电路模型,完成线缆的仿真计算。文章简述了 PEEC 方法的基本原理,并针对线缆的结构特点,对基本 PEEC 方法进行了相应的改进使其更加适用于线缆的等效电路建模。     

二阶全非线性Boussinesq方程的二维数值模拟研究

在非交错网格下采用有限差分法首次对一组非线性精确至()Ομ2阶的全非线性Boussinesq方程数学模型进行了二维数值模拟分析。首先通过在方程的非线性项中引入缓坡假定,考察了其对模型数值精度的影响;其次,在模型中对二阶非线性项采用不同精度,考察了其对模型数值结果的影响。数值模拟结果表明,所建立的二阶完全非线性Boussinesq方程二维数值模型具有良好的适用性,模型非线性项中引入缓坡假定以及在二阶非线性项选用不同的精度对数值模拟结果影响不明显。     

波生近岸流的数学模型研究

在理论上和数值技术上对已有的基于辐射应力理论的波生近岸流数学模型进行了改进,(1)使用考虑非线性作用的多向不规则波联合折射绕射数学模型确定波浪场,以期波场计算更加准确;(2)根据Dally等的研究成果,在波生流运动方程中加入破波切应力作用项,在辐射应力公式中加入了卷破波和波动Stokes漂流(Stokes drift)造成的向岸质量通量项,以期在破碎带内运动方程和辐射应力更为合理;(3)建立了基于两种网格的两套数学模型,即三角形网格有限差分数学模型和矩形网格有限差分数学模型,基于这两种网格的数学模型能满足近岸波生流场的模拟需要。就一模型海区对该文的模型进行了应用。     

基于反馈线性化与闭环增益成形的减摇鳍控制

根据减摇鳍系统的非线性数学模型,设计了一种具有鲁棒性的非线性控制器。通过采用精确反馈线性化方法将减摇鳍系统的非线性模型线性化,然后用闭环增益成形算法设计出非线性鲁棒控制器。用Matlab的Simulink工具箱分别对相同海况下未进行减摇控制、已设定航速及航速减半状态时采用减摇鳍控制的非线性数学模型进行仿真。仿真结果表明,该控制策略对于减摇鳍非线性控制系统是十分有效的,特别是鲁棒性能令人满意。算法的设计过程简单,物理意义明显。     

潜艇应急上浮非线性分析综述

潜艇在无法继续原有航行状态时需进行应急上浮,应急上浮是一个非线性运动,对其分析的关键在于对水动力系数进行分析,而水动力系数获取有实验与计算机仿真两种方式。潜艇应急上浮运动是非线性运动,运动过程可用非线性数学模型描述,合理选择和建立非线性数学模型对运动分析的准确性至关重要。     

高速滑行艇的纵向运动分析与仿真研究

针对喷水推进滑行艇的高速滑行原理,建立了其非线性的纵向运动数学模型。首先分析了滑行艇在高速滑行过程中的受力,详细地推导了艇体受到的重力、浮力和动升力,并根据喷水推进器的工作原理,推导了喷水推进力的表达式;然后建立了喷水推进滑行艇的非线性纵向运动数学模型;最后设计了基于该模型的滑行艇纵向运动预报软件,并进行了高速滑行的操纵性仿真试验,仿真结果与船模试验数据吻合较好,表明了该模型能够较准确的预报喷水推进滑行艇在静水中的纵向运动。     

拖船操纵运动与水下拖曳列阵的耦合运动分析

建立了拖船操纵运动与水下拖曳列阵的三维非线性数学模型,求解了在脐带非线性缆力作用下的运动方程,模拟了拖曳系统在几种典型状态下其缆索的形态变化,以及列阵张力变化。     

舰船航向非线性控制的数学模型设计

发达国家已有舰船航向控制模型研究成果,无法适应中国舰船实际航向控制需求,存在着航向控制效果差的问题,因此提出舰船航向非线性控制的数学模型设计研究。详细分析舰船运动干扰信号,构建非线性舰船运动数学模型,选取并探究实际航向控制问题的性能指标,以构建模型与选取性能指标为基础,将舰船运动模型转换为状态方程形式,制定航向非线性控制流程,执行制定流程即可实现舰船航向的非线性控制。实验结果表明,应用构建模型后,在较短时间内实际航向可以调控到设定航向,控制舵角也能回正,充分证实了构建模型的有效性与可行性。     

基于熵权和AHP的港口工程选址模糊优选决策模型

针对层次分析法(AHP)中决策者的主观判断、偏好及对问题的理解等因素可能对港口选址产生影响,引入基于熵权和模糊层次分析法,构建了基于熵权的港口选址模糊层次分析决策模型,并通过实例验证了该模型的适用性,为决策者提供了直观、可靠的依据.     

基于SVM的电子装备故障预测方法研究

探讨了支持向量机时间序列预测模型的应用。将支持向量机时间序列预测技术应用于电子装备故障预测中,对某型电子装备的数据传输插件板进行了故障预报,通过实验证明了该方法的有效性和实用性。     

核测井自然伽马能谱测井仪线性改进及验证

核测井中自然伽马能谱测井仪的线性问题将会直接影响伽马能谱谱线的质量,通过分析仪器非线性原因,找出其主要影响因素:自然伽马能谱探测器的脉冲输出非线性,及电子线路传输增益变化产生的输出非线性。通过改进探测器的内部分压方式、加载电子线路稳谱措施,对两种非线性因素进行了改进和最终结果的实验验证。通过多次现场试验及对比分析结果表明,改进后仪器线性偏离度绝对值小于0.89%,远小于未改进之前的2.30%,线性改进可以较好地提高自然伽马能谱测井仪的测井质量。     

单相电力变压器高频传输特性研究

本文对单相电力变压器高频信号传输特性进行研究。首先建立了描述变压器高频传输特性的电路模型,模型考虑了变压器的高频寄生参数的影响。针对不同频段各种寄生参数对变压器传输特性的不同影响,将等效电路化简为不同频段的简化低阶谐振电路,并得出主导谐振点的频率计算公式。根据谐振频率法求取变压器的寄生电容参数,同时对电感参数及电阻参数也进行提取。试验与计算结果的对比验证了在50Hz～500kHz频率内所建立的电路模型具有较好的准确性。     

基于磁阻网络模型与PID控制的电磁作动器气隙自检测技术

在船舶隔振领域,目前大量使用电涡流传感器的做法增加了浮筏隔振系统失效的风险。在得到广泛应用的主被动混合隔振技术中,电磁作动器可被利用于气隙间距自检测技术以降低系统复杂度并可提升作动力输出稳定性。通过对实际作动器建立非线性磁阻网络模型并优化参数,衔铁与铁芯之间的气隙间距、流过线圈的电流与线圈两端电压的关系可以得到正确的描述。进一步,利用PID技术可避开求解非线性方程组的困难而得到气隙间距的估计值,实现浮筏装置各位置上作动器气隙间距测量的功能。     

单相PWM整流器的建模与仿真分析

文章详细分析了单相VSR型PWM整流器的整流原理,建立了电流内环,电压外环的单相VSR型PWM整流控制器的数学模型和逻辑框图。在MATLAB／Simulink软件环境中进行了仿真,分析了模型的可行性。     

基于稳健优化设计的产品方案评价体系研究

基于稳健优化设计的思想,提出了机械产品设计系统的体系结构,对产品方案模糊评价分析的指标体系、数学模型进行了深入研究,并给出了产品方案评价的应用实例。该研究对于缩短产品的研制周期,降低生产成本,提高产品质量具有非常重要的意义。     

Accuracy of nonlinear finite element collapse predictions for submarine pressure hulls with and without artificial corrosion damage

Nonlinear finite element (FE) collapse pressure predictions are compared to experimental results for submarine pressure hull test specimens with and without artificial corrosion and tested to collapse under external hydrostatic pressure. The accuracy of FE models, and their sensitivity to modeling and solution procedures, are investigated by comparing FE simulations of the experiments using two different model generators and three solvers. The standard FE methodology includes the use of quadrilateral shell elements, nonlinear mapping of measured geometric imperfections, and quasi-static incremental analyses including nonlinear material and geometry. The FE models are found to be accurate to approximately 11%, with 95% confidence, regardless of the model generator and solver that is used. Collapse pressure predictions for identical FE models obtained using each of the three solvers agree within 2.8%, indicating that the choice of FE solver does not significantly affect the predicted collapse pressure. The FE predictions are found to be more accurate for corroded than for undamaged models, and neglecting the shell eccentricity that arises due to one-sided shell thinning is found to significantly decrease the resulting accuracy of the FE model.     

基于神经网络的船舶操纵运动建模研究（英文）

In this paper, Neural Networks(NNs) are used in the modeling of ship maneuvering motion. A nonlinear response model and a linear hydrodynamic model of ship maneuvering motion are also investigated. The maneuverability indices and linear non-dimensional hydrodynamic derivatives in the models are identified by using two-layer feed forward NNs. The stability of parametric estimation is confirmed. Then, the ship maneuvering motion is predicted based on the obtained models. A comparison between the predicted results and the model test results demonstrates the validity of the proposed modeling method.     

Modeling of ship maneuvering motion using neural networks

In this paper, Neural Networks (NNs) are used in the modeling of ship maneuvering motion. A nonlinear response model and a linear hydrodynamic model of ship maneuvering motion are also investigated. The maneuverability indices and linear non-dimensional hydrodynamic derivatives in the models are identified by using two-layer feed forward NNs. The stability of parametric estimation is confirmed. Then, the ship maneuvering motion is predicted based on the obtained models. A comparison between the predicted results and the model test results demonstrates the validity of the proposed modeling method.