船舶动力定位系统的非线性输出反馈控制研究

传统的船舶动力系统,主要依赖于人工控制,因此不可避免地存在人为失误,导致船舶动力控制失败,造成航行安全。而新型的船舶动力定位系统,主要依赖于电气化控制设备和自动化控制程序,并且系统的复杂度决定了必须采用先进的非线性控制算法,对动力系统进行优化。本文主要研究了船舶动力定位系统的非线性变量,并建立了基于全局的水面船舶轨迹预测算法,通过对控制器中的反馈环路进行优化,提高动力定位系统的稳定性及鲁棒性,同时结合云计算系统,将动力定位系统的数据采集后,进行大数据特性分析,从整体上提高了船舶的航行控制能力。     

物联网感知层查询树算法在舰船避碰系统中的应用

为解决传统船舶航行避碰效果不佳的问题,对物联网感知层查询树算法在舰船避碰系统中的应用情况进行分析。通过对舰船避碰系统结构框架进行分析,采集船舶航行参数及船舶最佳航行路线。基于参数采集结果,进一步对舰船避碰系统中的物联网感知层查询树算法性能进行优化,实现对舰船避碰系统的有效控制,保证船舶航行安全。最后通过实验证实,物联网感知层查询树算法在舰船避碰系统中的应用,对船舶航行具有更加精确有效的控制效果,充分满足研究要求。     

基于磁感应测速传感器的舰船航行速度估计

为解决传统舰船航行速度估计结果精度不佳的问题,提出基于磁感应测速传感器的舰船航行速度估计方法。通过大量分析调查,分别获取外界航行因素及船舶自身因素对航速的影响度数值,结合磁感应测速传感器建立相应的船舶航速影响规律。进一步计算相关因素对舰船航行产生的阻力和推力,并建立相应的航行惯性附体坐标,根据坐标变化情况计算舰船航行速度变化数值,实现对舰船航行速度的精准估计。最后通过实验证实,基于磁感应测速传感器的舰船航行速度估计方法具有更高的准确性和实用性。     

Nomote数学模型在船舶航向鲁棒性控制器的设计应用

船舶航向控制器是控制系统的关键装置,该装置的性能将直接影响船舶航行的安全性和稳定性。传统的船舶航向控制器模型已经无法满足船舶航行的要求,船舶航向鲁棒性控制器逐渐成为船舶制造行业研究的重点。本文对船舶航行控制系统进行研究,在Nomote数字模型的基础上提出了船舶航向鲁棒性控制器的设计方案。     

船舶航行轨迹预测的数学模型设计

为保证船舶航行的高效和准确,对船舶航行轨迹预测方法进行优化。结合惯性定位原理建立相应的船舶航行轨迹坐标系,规范船舶航行轨迹坐标数值,根据坐标数值进行最优航行路径的选择,并在复杂船舶航行环境下进行最优路线的干扰去除处理,以便及时对轨迹偏移现象进行有效纠偏。最后通过实验证实,船舶航行轨迹预测的数学模型具有更高的准确性和有效性,充分满足研究要求。     

船舶自动舵系统中滑膜控制器的PID优化设计

操舵系统在舰船动力系统中占据重要地位,能够确保舰船航行的有效性,与舰船行驶需求相适应。其中,舵能够对舰船方向功能加以把握,若要转舵亦或是对障碍物躲避,就需要操舵。其中,手动操舵系统使用最为常见,主要是利用手动操舵开关对电磁阀开闭进行直接控制,以达到操舵的目标。本文研究了自动舵系统的PID控制优化措施,通过提高操舵的精准度,将PID技术应用于船舶自动舵系统的滑膜控制器中,能够显著提升自动舵系统的综合性能。     

基于Lyapunov函数的船舶航向保持非线性控制器设计

船舶航向保持控制器是船舶动力系统的重要组成部件,其目的是使大型船舶航行轨迹与预设轨迹误差在阀值范围内。传统的船舶航向控制器利用PID控制器计算各种干扰综合作用力,并控制推进器平衡外界干扰力,随着船舶动力系统复杂度增加,PID的控制精度及时效性已不能满足现代船舶航向保持的要求。Lyapunov函数是一种微分跟踪控制过程,对于复杂非线性系统具有很好的鲁棒性。本文研究船舶航向保持控制的数学模型,在此基础上提出基于Lyapunov函数的船舶航向保持非线性控制器。     

基于自适应反步控制的船舶航向控制器

本文在非线性船舶运动模型的基础上,设计基于自适应反步控制的船舶航向控制器,并通过设置控制参数对控制器进行仿真。在仿真过程中,通过无积分器情况下的船舶航行情况,以及有外界环境时船舶的航行变化,说明本文所设计的控制器鲁棒性强。     

基于Web的舰船动力定位控制开发

随着人们对海洋资源的深入开发,在舰船的动力定位系统中,需要实时采集并处理船舶的运动状态数据,并通过计算机的处理,从而实现对船舶姿态的快速调整。本文主要介绍了船舶动力定位系统的组成结构,然后基于Web系统,对舰船的动力定位系统进行变频控制,通过动力定位主动克服了舰船动力定位时的扰动误差,在遇到恶劣的航行环境时,能够显著增强动力定位的效果,使得船舶的航行更加稳定。通过结合Web技术,船员能够利用以太网络进行数据的实时传输,非常便于快速搭建监控网络,从而实现对整个船舶动力系统的控制。     

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。     

人工智能的舰船航行速度自动调整研究

为了更好保障船舶航行效果,有效实现在复杂海洋环境下对船舶航行速度进行有效控制的目标,提出基于人工智能的舰船航行速度自动调整方法。通过对舰船航行速度特征参数进行采集,获取船舶航行速度变化规律,并结合非线性模型实现对船舶航行速度的有效建模,减少环境干扰影响,有效降低船舶航行控制误差,保证速度调整的准确度。最后通过实验证实,本文提出的人工智能的舰船航行速度自动调整方法具有较高的实用性,充分满足研究要求。     

舰船尾迹建模与电磁散射研究

船舶在行进过程中,由于螺旋桨和船体的作用,水体会产生随机的尾迹波浪,这些波浪的存在会直接影响到船舶的航行安全,对舰船的隐蔽性造成潜在的威胁,因此本文主要研究了在电磁散射条件下的舰船尾迹模型,从而为其控制参数的优化提供解决方案。文中首先对舰船的一般性尾迹进行数学建模,然后对尾迹数据进行离散化的处理,从而方便从不同的角度对尾迹的形态进行研究,接着通过提取尾迹的电磁散射特征,建立尾迹散射的优化模型,最后通过实验数值的模拟,进一步优化控制矩阵的散射参数。     

船舶柴油机动力系统的可持续性分析与优化

柴油动力系统是目前船舶工业领域应用最为广泛,技术最为成熟的推进技术,柴油机动力系统的可靠性与可持续性有非常重要的意义。随着舰船吨位和功率的不断升高,对舰船推进系统提出更高要求,舰船柴油机动力系统也需要不断进行优化。本文系统建立了船舶柴油主机的阻力模型、动力模型等函数模型,并结合故障树分析法对船舶的可持续性和可靠性进行了优化设计。本文对改善船舶柴油机动力系统的性能,降低柴油机故障率有重要的意义。     

基于非线性反馈的航向保持控制器优化设计

随着航海技术的不断发展,海上运输贸易越来越多,在追求货运量的同时,船舶航行"清洁、安全、高效"问题越来越受到关注。为了使船舶海上航行时更加节能,本文利用非线性反馈技术对船舶航向保持控制器进行优化。船舶运动数学模型采用Norrbin简化的模型,基准航向保持控制器采用模糊自适应PID控制器,仿真实验环境为七级海浪,实验表明利用非线性反馈优化的控制器可以使船舶航行更节能,鲁棒性优良。非线性反馈技术设计简单,在船舶航向保持、航迹保持、轨迹跟踪等船舶控制领域都具有良好的应用效果。     

电动推进混合动力系统的交互分析与集成控制

近年来,交通运输工具的节能减排成为一项热门研究,船舶作为重要的物流运输工具,其节能减排设计相对落后。电力驱动以及混合动力驱动船舶相对于传统船舶,可以有效降低船舶航行过程的燃油消耗和尾气排放,本文重点研究了船舶电动推进混合动力系统的基本原理,针对混合动力系统的FACTS集成控制器进行研究,并结合FACTS集成控制器和DSP控制器等硬件,设计船舶混合动力控制系统,具有重要的实际应用价值     

基于深度学习的舰船电气控制优化

为了更好地保障船舶航行安全,避免船舶设备运行故障,提出基于深度学习的舰船电气控制优化方法,结合深度学习理论对船舶电气运行工频信号进行采集,并对采集数据进行频率特征反馈,为保障信号源处理效果,对船舶电气控制设备结构进行优化,以提高船舶电气控制设备处理能和速度,对船舶电气控制数据信息进行高速反馈和交互处理,从而有效保障舰船电气控制效果,最后通过实验证实,基于深度学习的舰船电气控制优化方法可以更好地保障船舶运行稳定性,充分满足研究要求。     

舰船联动装置的嵌入式控制方法

舰船联动装置主要集中在船舶动力系统中,对于提高舰船自动化水平有积极的作用。本文研究的方向是舰船联动装置的控制技术,通过分析舰船联动装置的运动特性,开发一种基于嵌入式DSP控制器的联动装置控制系统,并从控制系统的硬件开发和软件程序开发两方面进行了详细的介绍。     

船舶航行自抗扰控制器的仿真研究

文章选取带有非线性舵机特性的Nomoto模型作为仿真研究对象。采用经自适应差分算法离线优化过的自抗扰控制器作为船舶航行控制器。仿真结果表明,船舶航行自抗扰控制器在大负载变化和风、浪、流等外界强干扰情况下,具有良好的性能鲁棒性和动态调节能力。     

遗传学算法在船舶航线自适应控制器中的应用

为了提高大型海上运输船在复杂海上交通条件的航行能力和运载能力,研究船舶航线自适应控制器具有重要意义。随着船舶结构和功能的复杂化,船舶航线控制的准确度和可靠性的难度越来越大。本文系统介绍遗传学算法,并利用该算法的自适应搜索能力和参数优化技术,设计和优化船舶航线自适应控制器,提高其控制精度和鲁棒性。     

基于以太网的舰船动力信息系统构建与应用

舰船动力系统是整个船舶的核心,其不仅提供船舶航行的动力,同时为船舶的各项功能和生活提供电力。随着舰船动力系统的快速发展,传统的基于现场总线的动力信息交换系统,已经逐渐无法满足实际需求。以太网作为一种成熟、高效的网络通信技术,则可以在一定程度上弥补现场总线的不足,满足日益提升的通信要求。本文对如何构建基于以太网的舰船动力信息系统进行了研究,分析了动力信息系统通信的具体需求,设计了一种新型的基于以太网技术的舰船动力信息系统,并在OPNET仿真平台上进行了验证,证明了本文提出方案的可行性。