零航速下船舶减横摇控制策略研究

鉴于零航速下船舶横摇模型的不确定性,通过在线辨识确定船舶横摇运动数学模型.在此基础上采用改进型遗传算法和单纯形法相结合的优化策略对PID参数进行优化,使优化过程既具有遗传算法的全局性又具有单纯形算法的快速性,仿真显示按此种控制策略设计的控制系统对横摇模型的不确定性具有较强的自适应性,有一定的工程应用价值.     

船舶信息系统数据流设计方案研究

为缓解因船舶平台内所涉传感器/执行器数量增加所产生的船舶信息系统数据通信压力,在充分考虑系统能达性/能观性基础上,提出船舶信息系统数据流长度的普适判据,并结合执行器实时物理特性对执行器数据流通信内容进行设定;与此同时,通过提出一种基于传感器当次变值及上次估计误差为索引的双指标评价方法对传感器数据流通信内容优化设计。从而完成了对船舶信息系数据流整体设计方案的研究,在缩短数据流长度的前提下,保证了系统对数据信息采集、处理及应用的客观需求,进而优化系统资源、提升系统性能,并通过举例方式对其工作流程进行较为完整的分析。     

船舶自动舵控制系统设计与比较

文中建立船舶操纵控制系统数学模型,设计了传统PID控制和基于频域法的超前控制这两种船舶自动舵控制系统,通过MATLAB/Simulink仿真平台,对设计的控制系统进行仿真研究。仿真结果表明：新设计的频域控制器控制特性明显优于传统PID控制结构,具有良好的操纵性能,能够为航渡任务的安全与顺利完成提供有力保障。     

基于IGA-BP算法的船舶航向智能自适应控制系统设计

在深入研究基于BP学习算法的前向神经网络以及模糊神经网络控制器的基础上,针对模糊神经网络控制器难以设计以及传统BP学习算法易于陷入局部收敛的不足,结合免疫遗传算法的全局收敛特性以及BP学习算法局部收敛的快速性,提出了一种基于混合计算智能方法的IGA-BP算法的神经网络参数的优化设计方法.将设计的控制器用于建立船舶航向控制系统模型,仿真结果表明,在船舶无干扰和存在随机干扰的情况下,基于IGA-BP算法设计的船舶航向控制系统均能使船舶转向控制无超调,跟踪快,比BP学习算法的控制效果更理想.     

舰船控制系统中复合误差控制算法

针对舰船中多因素交互的电力推进控制系统误差特性,选取电机系统为研究对象,通过对误差控制算法和控制模型的研究,设计一种基于滑模控制和模糊神经网络控制相结合的电机转速误差复合控制系统,克服了电机单一控制的不利,消除了系统中电流输出的抖动现象,保证了控制系统输出的稳定性和平稳性。     

船舶水动力性能的数值优化集成系统研究

通过一艘船球首优化的算例,介绍了一种船舶水动力性能数值优化集成系统。可在船舶设计的初期阶段进行主尺度组合优化和船体曲面的优化。采用该优化集成系统,可有效缩短设计周期、大幅降低成本、效率大大提高。     

船舶信息系统数据流设计方案研究

为缓解因船舶平台内所涉传感器/执行器数量增加所产生的船舶信息系统数据通信压力,在充分考虑系统能达性/能观性基础上,提出船舶信息系统数据流长度的普适判据,并结合执行器实时物理特性对执行器数据流通信内容进行设定;与此同时,通过提出一种基于传感器当次变值及上次估计误差为索引的双指标评价方法对传感器数据流通信内容优化设计。从而完成了对船舶信息系数据流整体设计方案的研究,在缩短数据流长度的前提下,保证了系统对数据信息采集、处理及应用的客观需求,进而优化系统资源、提升系统性能,并通过举例方式对其工作流程进行较为完整的分析。     

船舶微过热蒸汽发生系统供汽性能研究

为提高船舶微过热蒸汽发生系统的稳定性和优化微过热系统性能参数,探析稳态、动态工况下微过热蒸汽发生系统供汽响应特性。本文以船舶微过热蒸汽发生系统为机理模型,采用 CFD模拟方法计算了微过热蒸汽发生系统速度场、压力场和温度场的稳态分布规律,引入实际微过热蒸汽系统运行参数作为边界条件,开展微过热蒸汽发生系统供汽性能动态研究,得到过热蒸汽掺混流量、饱和蒸汽掺混流量、微过热蒸汽压力和温度等关键性能参数的动态变化规律,并提出微过热蒸汽掺混因子,定量表征微过热蒸汽系统掺混特性及其对蒸汽温度影响规律。计算结果显示,在微过热蒸汽供汽过程中,饱和蒸汽系统管路压降大于过热蒸汽压降,微过热蒸汽压力不断降低,过热蒸汽和饱和蒸汽掺混流量增大,促使蒸汽掺混因子减小,导致微过热蒸汽温度略有降低。基于微过热供汽性能参数的分析,说明船舶微过热蒸汽发生系统供汽响应方案满足用汽设备的要求,可用于船舶蒸汽动力系统的设计。     

船舶交流电网在线绝缘监测装置研究

随着中国经济的飞速增长,航运行业也得到蓬勃发展。而随着船舶的大型化,自身电力系统容量越来越大,电网也越加密集,并且船舶航行也不是在稳定环境下进行,海水侵蚀比较严重,从而电力系统的绝缘故障频率较高,对绝缘故障点的迅速定位就特别重要。本文在研究了现代绝缘监测系统技术基础上,提出了一种单频信号绝缘监测技术,通过对传统双频信号监测技术的改进,简化了系统电路与软件复杂度。最后设计了基于DSP的在线监测系统装置,验证了系统的有效性。     

船舶卫星通信系统的稳定性控制系统开发

舰船通信卫星系统保障了舰船的通信、定位等功能,由于舰船处于运动中,导致舰船卫星通信系统存在一定的噪声信号和误差。本文通过建立船舶卫星通信系统的稳定性模型,设计了一种基于DSP控制器的卫星通信系统稳定性控制系统,并详细介绍了该稳定性系统的步进驱动电机控制原理以及电源电路等。     

小水线面双体船纵向运动控制系统研究

该文在小水线面双体船纵向运动切片法基础上给出了SW ATH纵向运动控制系统状态空间数学模型,并引入了LQR二次最优控制理论对本系统进行优化设计与仿真,找到了该系统动态响应与权矩阵Q和R之间的基本规律,同时,仿真结果也验证了该控制系统设计的准确性。     

船舶航向保持系统的云模型控制研究

云模型是对语言值所蕴含的模糊性和随机性的一种数学描述,它用期望值Ex,熵En和超熵He表征定性概念,将概念的模糊性和随机性集成在一起,是实现知识库中定量与定性之间相互转换的一种新途径.本文论述了模糊子集的云模型表示、基于云模型控制规则的不确定性推理,并设计了船舶航向保持系统的一维与二维云模型控制器.仿真结果表明,该控制器简易、直观、鲁棒性强,具有良好的控制性能和较好的应用价值.     

感潮河段船舶污染损害评估系统框架的研究

在分析我国内河下游水域的感潮河口特性的基础上,对船舶污染损害的特殊性、范围预测以及类型等问题进行了分析,运用GIS(地理信息系统)强大的空间分析功能,初步给出了船舶污染损害评估系统的框架,并介绍了组成部分、有关数据库的构成及各功能模块的主要功能。     

嵌入式舰船智能巡检机器人优化控制

舰船智能巡检机器人控制方法经过常规的优化控制后,控制范围受到限制。为此,提出嵌入式舰船智能巡检机器人优化控制。确定控制模式为主从控制模式,使用嵌入式系统中的ARM处理器作为主控制器,选择无线通信作为主从控制器的通信方式,优化机器人轨迹跟踪控制模块,采用并联电路连接驱动芯片,控制电机驱动输入电压实现轨迹跟踪,保证实时跟踪的同时,优化机器人航向定位功能,由导航控制程序灵活控制机器人航向和速度,保证巡检机器人正常完成巡检任务。测试结果表明,与经过常规的优化后的控制方法相比,经过提出的优化控制后的控制方法能够控制机器人巡检的范围更大,更适合使用在实际项目中。     

船舶航道交通流量预测系统构建研究

船舶航道交通流量日益增加,给船舶航道管理带来挑战,为了提高船舶航道交通流量预测准确性,得到好的管理船舶航道,构建一种船舶航道交通流量预测系统。首先研究船舶航道交通流量预测系统的现状,描述船舶航道交通流量预测系统的工作原理,然后通过对船舶航道交通流量历史数据进行学习,构建船舶航道交通流量预测模型,并将该模型嵌入到船舶航道交通流量预测系统中,最后进行了船舶航道交通流量仿真预测测试,该系统的船舶航道交通流量预测精度不仅可以满足船舶航道交通管理的实际要求,而且船舶航道交通流量预测性能要优于其他系统,表明本文系统是一种可靠、精度高的船舶航道交通流量预测系统。     

景洪水力式升船机流量控制阀门比选

水力式升船机通过控制水流实现对升船机运行特性的控制,流量控制阀是水力式升船机的重要控制设备。结合景洪水力式升船机的水力学特性,比较了蝶阀、球阀及活塞阀的抗气蚀性能及过流能力,通过比较选择活塞阀作为流量控制阀。根据水力式升船机上下游对接精度要求高、空中运行要求快的特点,对流量控制阀的多种组合方案进行比选,创新提出了主辅阀门控制方案,辅阀小流量主要负责上下游对接,主阀大流量主要负责升船机空中运行,最终确定1台E型活塞阀为主阀、2台SZ型活塞阀为辅阀的阀门组合设计方案。景洪水力式升船机已正式投入试运行,流量控制阀设计方案经受了工程实际检验,研究成果可供类似工程参考。     

纯数字船用充电电源控制系统

船舶电力系统是船舶主要的动力系统,对于保障船舶稳定运行起着重要的作用。为充分保障船舶的运行安全,一般船舶都会配备容量充足的蓄电池电源作为应急备用电源,充电电源控制系统是备用电源的核心控制系统,对于实现高效、安全充电,延长蓄电池使用寿命起着重要作用。本文采用单片机作为主控芯片设计一种充电电源控制系统,采用先进的PWM控制技术,灵活的调节充电方式,克服了传统充电方式的缺点,不仅有效保证充电过程的安全可靠,还实现较高的充电效率。     

船舶电力系统重要度排序方法研究

针对船舶电力系统重要度排序问题,提出一种信息熵与模糊层次分析法(FAHP)相结合的综合评判方法,即E-FAHP综合评价法。该方法首次采用概率标度法,构造区间值优先互补判断矩阵,尝试用相似熵建立目标函数,运用遗传算法进行寻优,分别获得加性相似熵模糊一致判断矩阵和乘性相似熵模糊一致判断矩阵,然后采用对应权重计算公式进行重要度排序。最后通过实例验证该方法在船舶电力系统重要度评价中的应用。     

水面舰船流噪声数值预报研究与应用

在梳理流噪声数值预报方法的基础上,采用流场大涡模拟（large eddy simulation,LES）和声学边界元（boundary element method,BEM）方法在频域内计算预报了船体流噪声谱曲线,求取了其等效声中心.LES计算时选用动力学Smagorinsky-Lilly（dynamic Smagorinsky-Lilly,DSM）亚格子应力模型,流噪声由船体壁面脉动压力和法向速度特性决定,声源节点和声节点变量传递采用一对一的守恒传递方式.结果表明：某型船在航速14 kn时,裸船体流噪声在20 Hz~2 kHz频段内总声源级为133dB;当计算有效频段扩展到20 kHz时,总声源级达143.3 dB.流噪声主要来源于兴波引起的涡量,且主要集中于100 Hz~10 kHz频段.球首尾流区和船体尾涡区对流噪声辐射量贡献明显,特别是球首尾流区,对全频段都有明显的贡献,为水面舰艇流噪声研究提供了一条新的途径.     

智能船舶岸电远程控制系统的研究

针对智能船舶对船舶岸电远程控制技术的需求,设计一套采用VPN技术、PLC控制器、DSP控制器以及专用远程监控软件的远程船舶岸电控制系统.本文实验平台基于船舶高压电站物理仿真平台,采用西门子公司S7-1200PLC以及TI公司TMS320 F28335型DSP作为船舶岸电系统的核心控制器,完成了包含船舶电站自动化及岸电带...