容错控制在船舶航行中的应用

在船舶的航行控制系统中,各种复杂通信导航设备变得更加复杂,其稳定性和安全性成为人们研究的重点。而常规的容错控制已被广泛应用在复杂的工控领域,在船舶控制系统中,主要的控制对象即螺旋桨的矢量控制,基于此控制技术的容错系统也应运而生。本文主要介绍船舶螺旋桨的调距控制系统,并针对常见的故障开展容错控制与冗余设计的相关研究。在对船舶运动的建模设计中,应用容错控制算法,并建立仿真环境,验证其控制效果和性能。     

黄金分割法在船舶航行控制中的应用研究

将舵角变化很小的船舶航行系统看成是一阶Nomoto线性模型,在此基础上通过最小方差控制理论得到了黄金分割自适应控制系数;然后利用雅各布理论说明对于时变离散线性二阶闭环系统,黄金分割法在船舶控制中的鲁棒性;最后通过仿真实验以及PID控制来说明本文所采用的黄金分割法的有效性。本算法能够降低环境参数对船舶航行的干扰,保证船舶的安全行驶。     

船舶航行数据记录仪的研究与发展

在１９９９年７月,国际海事组织航行安全分委会通过了国际海上人命安全公约（ＳＯＬＡＳ）第Ｖ章的修改议题并批准了船舶航行数据记录仪的标准草案,分委会建议委Ｖ章的内容于２００２年７月１日实施,以及从２００２年１月１日起,所有进出欧共体会员国港口的滚装渡船和高速客船将强制安装航行数据记录仪（ＶＤＲ）,在这种形势下,ＶＤＲ的研究与应用将进入一个崭新的历史时期。本文综合介绍了船舶航行数据记录仪的研制意义、发展现状、最低性能要求及未来发展方向。     

航行数据记录仪在船舶上的应用研究

介绍VDR的组成、功能、记录内容以及船舶安装VDR的意义以及VDR在某海事船上的应用。     

船舶航行数据记录仪若干技术研究

船舶航行数据记录仪（VDR）是一种海上事故后调查的先进、有益的工具。随着国内外强制安装要求的不断出台,其应用前景广阔,本文重点就VDR的数据获取,记录介质选择、声音、图像的及记录数据的再现等技术问题提出了可行的解决方案。     

船舶航行数据记录仪的构成和功能

介绍了船舶航行数据记录仪的系统功能，分析、研究了该系统在预防和查找事故原因中的作用。     

基于支持向量机模型的船舶航行广义预测控制

船舶操纵一直是船舶运动控制的研究重点,它与航行安全、能源节约和操作省力密切相关。模型是研究船舶运动控制的基础,本文鉴于船舶的动态具有大惯性、大时滞、非线性等特点,采用了基于结构风险最小化原则的神经网络———支持向量机对船舶进行建模,在建模中充分发挥支持向量机可以任意逼近非线性模型的良好特性,解决对船舶航向预测的问题。进而通过建立预测模型,并结合广义预测控制的算法达到航向保持的目的,且具有较好的稳定性和鲁棒性。     

智能优化预测算法下船舶航行稳定性控制研究

船舶在水中航行时,所受到的水动力与船舶的运动状态之间存在着复杂的非线性关系,导致传统的线性控制方法难以取得理想的控制效果。为此,本文引入智能优化预测算法对船舶航行稳定性控制方法进行改进。首先,以航向角偏差为PID控制器输入,输出船舶舵令控制值;然后,利用智能优化预测算法中的改进野马算法优化径向基函数神经网络参数,完成水动力与船舶的运动状态之间的非线性关系线性化处理;最后,结合舵令补偿值与舵令控制值,得到最终的舵令控制值;依据最终的舵令控制值获取舵速控制指令,完成船舶的航行稳定性控制。实验证明,该方法在风速扰动与时变航向下,仍能对船舶航行稳定性进行控制,精准跟踪船舶轨迹。     

基于数据融合的船舶航行评价系统

介绍基于数据融合技术的系统三级处理模型,并重点讨论基于数据关联的船舶航迹提取,基于坐标转换和几何模型的船舶运动参数计算,以及基于多测量周期数据融合的船舶操纵识别等,从而建立船舶航行评价模型,最后通过实例说明系统运行的有效性。     

航行数据记录仪和船舶自动识别系统

本文介绍了SOLAS新的第5章对航行数据记录仪和船舶自动识别系统的要求,并介绍了有些厂商最近的有关这些设备的技术性能、系统特征,供船电设计者参考。     

基于最小二乘算法的船舶航行轨迹控制研究

为保证船舶一直按照既定的轨迹航行,避免发生碰撞事故,进行船舶航行轨迹控制具有重要的现实意义。为此,基于最小二乘算法进行船舶航行轨迹控制方法研究。该研究前一部分获取AIS系统中的船舶航行实时数据,得到船舶航行位置,后一部分利用最小二乘算法,并结合前一部分获取的数据,预测船舶航行角度和方向,控制船舶航行。结果表明:1)整体来看,实际航行轨迹线路与预期航行轨迹线路之间的拟合优度为0.984 7,比较靠近1,说明船舶航行实际轨迹符合预期。2)局部来看,通过对比10个不同节点处的航行速度和航行方向,误差比较小,说明所研究方法的航行轨迹控制效果较好。     

船舶航行速度高精度控制的数学模型研究

现有模型无法适应不同荷载的航速需求,存在着控制精度低、控制时延长的缺陷。为此,提出船舶航行速度高精度控制的数学模型研究。分析船舶航行速度影响因素,构建船桨系统、柴油机以及附加阻力数学模型,以此为基础,基于PID技术设计航行速度控制器,制定船舶航行速度控制规则,通过执行控制规则,应用PID控制器实现了船舶航行速度的高精度控制。设置干扰环境,准备实验对象相关数据,进行船舶航行速度控制仿真实验。实验结果表明,与现有模型相比,本文构建模型航速控制精度较高,航速控制时延较短,表明构建模型航速控制效果更佳。     

论船舶航行事故的预控

中国古代哲学家“老子”有句名言:“凡事豫则立,不豫则废”,把它具体运用于当代预防船舶的航行事故,把预防工作做在前头,可以有效地防止事故的发生。这就是本文论述的预控理论以及在实践中的应用。     

船载航行数据记录仪对船舶安全管理的作用

简述VDR的系统构成原理与主要功能，强调IMO及我国海事局对船舶安装VDR的时间要求，根据《ISM规则》的基本要求和指导思想，指出船舶安装VDR对船舶安全管理的主要作用。     

船舶航行计划

介绍了制订船舶航行计划的现行法规,特别是IMO．A．893（21）号决议的主要内容,并汇总了中远集远公司三年多来推行船舶航行计划的经验和体会。     

船舶航行网络流量的建模与预测

船舶航行网络流量受到外界因素的干扰,具有比较强的随机性,当前船舶航行网络流量的预测准确性差,为了改善船舶航行网络流量预测的效果,设计一种高精度的船舶航行网络流量建模与预测方法。首先收集一维船舶航行网络流量样本,并通过变换得到一种多维的船舶航行网络流量样本,然后引入极限学习机描述船舶航行网络流量的变化规律,并对极限学习机参数进行优化,改进基本极限学习机的不足,最后进行船舶航行网络流量预测的应用实例,分析本文方法的可行性,结果表明,本文方法的船舶航行网络流量预测误差小于5%,低于实际应用要求的10%,同时船舶航行网络流量建模过程自化程度高,简单,获得了较快的船舶航行网络流量预测速度,为解决船舶航行网络流量的预测问题提供了一种建模技术。