基于大数据分析的复杂环境舰船导航方法

为了提升舰船作战能力,提出基于大数据分析的复杂环境舰船导航方法。利用舰船搭载传感器获取水域环境信息,采用栅格法构建复杂环境模型,基于大数据分析技术预处理舰船导航数据——时间归一化处理、误差改正处理与野值剔除处理,融合GPS与IMU数据,确定舰船导航当前的绝对位置。以舰船导航定位结果为依据,应用遗传算法获取最佳舰船航行路径,从而实现复杂环境舰船的导航。实验数据显示,本文方法舰船导航定位误差最小值为0.12%,舰船导航路径长度更短,更平滑,充分证实了本文方法舰船导航性能更佳。     

冲击环境下舰船机电设备的一体化控制方法

为解决在冲击环境下,常规的舰船机电设备控制方法稳态误差过大的问题,提出冲击环境下舰船机电设备的一体化控制方法。根据控制数据或事件状态,建立一体化控制矩阵模型,描述数据动态行为,利用遗传算法优化控制任务分配过程,协调主控机处理相同任务设备间的关系,引入PLC控制器和CAN通信协议,实现机电设备一体化控制。由实验结果可知,一体化控制方法的稳态误差为191.35,低于常规控制方法 195.78,表明冲击环境下舰船机电设备的一体化控制方法稳态误差更低,控制效果更好。     

人工智能技术舰船航行自动控制研究

传统舰船航行自动控制功能主要通过算法对定义舰船轨迹数据与舰船航行数据综合分析计算,根据计算结果对PID自动控制器下达控制指令来完成自动控制操作。此种控制模式受到算法定义逻辑限制存在一定的控制误差,无法真正做到舰船航行的精准控制。为解决上述问题,提出人工智能技术的舰船航行自动控制研究。首先对舰船航行轨迹进行模型计算,接着对舰船PID控制数据进行模型计算。最后,通过人工智能技术对航向轨迹与PID控制数据进行关联计算,得到精准的舰船航行控制数据。通过对比实验对提出的控制方法与传统控制方法进行对比,数据证明提出方法的控制精准度高于传统自动控制系统。     

基于智能视觉的舰船用零件加工控制优化设计

在复杂构件下进行舰船用零件加工中,受到曲面啮合诱导因素的影响,导致加工精度不高,且加工控制中的可视性效果不好。提出一种基于智能视觉的舰船用零件的加工控制优化方法。首先构建舰船用零件加工智能视觉环境,采用加工过程的视觉误差补偿和切削误差补偿结合的方法进行加工误差反馈与修正,采用自适应反演积分控制算法进行控制优化,实现加工控制改进。仿真结果表明,采用该方法进行舰船用零件加工的精度较高,能在可视化环境下进行加工辅助,控制效果较好。     

基于物联网的舰船智能控制系统设计

针对传统的控制方法在舰船控制方面一直存在控制误差大的问题,提出并设计基于物联网的舰船智能控制系统,该系统硬件部分主要由下位机硬件、复位电路、外围接口、远程信息传输模块、信号收发控制、电源模块组成;软件部分主要通过模糊推理确定最大隶属度,并采用PID控制算法求得控制量,基于物联网技术实现对各个模块的有效连接,实现舰船智能控制,并以舰船位置、速度及角度控制误差为对比指标,进行实验对比分析,结果表明,采用改进控制系统时,其在舰船位置、速度及角度控制方面误差均较小,具有一定的优势。     

物联网环境下舰船监控网络高维异常数据挖掘方法

为了准确识别物联网环境下舰船监控网络高维异常数据,针对当前识别方法存在的误差大、速度慢等不足,提出一种物联网环境下舰船监控网络高维异常数据挖掘方法。首先分析当前物联网环境下舰船监控网络高维异常数据识别的研究现状,指出各种方法的局限性,然后结合舰船监控网络异常数据的高维特点,引入解决了"维数灾"问题的支持向量机对舰船监控网络高维异常数据进行挖掘,找到舰船监控网络异常数据的变化趋势,最后通过仿真实验分析了其有效性和优越性。结果表明,本文方法提高了舰船监控网络高维异常数据识别正确率,误识率明显下降,减少了舰船监控网络高维异常数据识别时间,可以对大规模舰船监控网络高维异常数据进行处理,具有广泛的应用前景。     

基于滑模观测器的舰船电机无位置传感器控制

舰船电机的传感器控制是保障舰船电机稳定供电输出的关键技术,电机控制容易受到电磁耦合小扰动干扰,导致控制精度不高,提出基于滑模观测器的舰船电机无位置传感器控制方法,采用滑模观测器进行舰船电机输出的电流、电压、功率等参量的原始采集,对采集的电机控制原始信息进行自镇定性处理,设计舰船电机的输出等效电路模型,构造电机无位置传感控制器的电流电压转换电路,采用滑模反演积分控制方法进行控制误差补偿,提高电机输出参量的调制精度,实现舰船电机的无位置传感器控制。测试结果表明,采用该方法进行舰船电机无位置传感器控制的输出性能较好,电机输出电压稳定,功率因素得到较大幅度提高,改善了舰船电机工况稳定性。     

互联网环境下的舰船电气设备检修系统

目前舰船电气设备检修系统存在检修耗时长、电流不稳定等不足,基于此提出互联网环境下的舰船电气设备检修系统设计。首先,通过数据接入层、网络层和应用层对舰船电气设备检修系统的总体框架进行设计,然后,通过在数据接入层接入数据串口UHST0和UHST1,与网络层的MN420H519芯片进行连接,将芯片存储的数据通过发光二极管、计数器等传入状态显示模块和检修分析决策模块,实现对互联网环境下的舰船电气设备检修系统硬件设计;最后,通过节点算法完成系统软件设计,至此完成互联网环境下的舰船电气设备检修系统设计。实验结果表明,与传统的舰船电气设备检修系统相比,提出的舰船电气设备检修系统的检修耗时更短,电流的稳定性高。     

大数据分析下海上舰船需求信息资源预测方法

当前预测方法无法适应海上舰船需求信息资源大规模、海量的变化特点,使得海上舰船需求信息资源预测误差大,结合海上舰船需求信息资源的变化特点,以降低海上舰船需求信息资源预测误差为目标,提出了大数据分析下的海上舰船需求信息资源预测方法。首先分析海上舰船需求信息资源的研究进展,并采集相应的数据集合,然后采用大数据分析技术跟踪海上舰船需求信息资源的变化趋势,达到预测海上舰船需求信息资源的目的,最后在Matlab 2018环境中进行海上舰船需求信息资源预测实验。结果表明,大数据分析方法的海上舰船需求信息资源预测精度平均值高于95%,海上舰船需求信息资源预测误差控制在实际应用的有效区间内,获得了比其他方法更优的海上舰船需求信息资源预测结果。     

大型舰船系泊防台风方法探讨

分析码头常规缆绳系泊、链索系泊、水鼓系泊方式的工作原理和应用特点,其中,码头链索防台系泊是一种新的系泊方式,还有待进一步研究,认为大型舰舶应根据自身的条件和系泊环境条件,选择恰当的系泊方式,以保证舰船系泊安全。     

实时预测FPSO与穿梭油船位置的方法

针对仅依赖系泊船长个人经验指挥外输作业易引起FPSO和穿梭油船发生碰撞或系泊大缆断裂的问题,基于全球定位系统实时测量船舶的高精度差分定位数据,采用最小二乘法原理构建数学模型,运用线性回归方法对船舶定位数据进行数值拟合分析,预测出60 s内FPSO和穿梭油船的航向和位置,从而为系泊船长及时发出正确指令提供参考依据,现场测试数据误差分析结果表明,采用该方法可实现较高的船舶航向和位置的预测精度,满足工程实际需求。     

单片机的舰船航行控制误差实时补偿研究

现有方法由于运算时间过长,存在着误差补偿实时性差、误差补偿精度低的缺陷,为此提出单片机的舰船航行控制误差实时补偿研究。在舰船导航系统中获取舰船航行控制数据,以此为基础,计算舰船的航行控制误差,依据航行控制误差计算结果,选取单片机型号,通过原始误差数据输入阶段、预处理阶段与补偿阶段确定刻度因子补偿公式,执行刻度因子补偿规则获取补偿后航行控制数据,实现了舰船航行控制误差的实时补偿。测试结果表明:与现有方法平均数值相比较,提出方法的误差补偿时间下降了5.21 ms,误差补偿精度上升了14.12%,证明提出方法具备更好性能。     

机器学习算法的舰船路径跟踪误差估计

针对传统舰船路径跟踪误差估计方法存在误差估计性能较差的问题,设计一种机器学习算法的舰船路径跟踪误差估计方法,对舰船路径跟踪时的运动方向进行简化。根据其扰动状态对舰船路径跟踪实施扰动分析,获取舰船路径跟踪时的旋转角度与角速度。设舰船在初始跟踪位置开始跟踪目标船,通过轨迹跟踪获取目标船的参考运动轨迹,利用饱和输入约束获取舰船路径跟踪目标轨迹的控制参数,并将其作为目标船参考运动轨迹的决定优化变量,获取参考运动轨迹,利用机器学习算法对舰船路径跟踪误差进行估计。为了证明机器学习算法的舰船路径跟踪误差估计方法的误差估计性能较好,将传统方法与该方法进行对比实验,实验结果证明该方法的误差估计性能优于传统方法。     

基于四元数的舰船捷联惯导粗对准方法研究

当舰船处于系泊和锚泊状态时,受风浪作用陀螺仪无法提取出地球自转角速度信息,从而导致粗对准解析法失效。针对这一问题,提出一种基于惯性坐标系的粗对准算法。采用四元数法表示舰船姿态,将所求初始姿态四元数分解成3部分分别进行求解。应用惯性坐标系方法及四元数法表述使得算法简单,计算机时少。仿真结果表明,在系泊和锚泊状态下,经算法解算出的姿态误差角在粗对准要求的范围内,完全可以满足后续的精对准要求。     

无线网络下的舰船航向控制系统

通过对传统舰船航向控制系统数据分析发现,控制数据信号回波补偿存在数据融合异常问题,受到非线性回波影响,现有系统硬件与算法无法处理非线性回波补偿误差问题,造成舰船航向控制稳定性降低。针对非线性特征与无线网络特征,提出无线网络下的舰船航向控制系统设计。首先利用数据融合技术,创建多数据独算处理平台;然后对硬件平台进行软件功能的算法适配,第一步对回波补偿信号进行参量特征的运动系数分析;然后根据分析结果,对误差数据点对应参量的阈值进行闭环增益优化计算,从而实现消除回波补偿误差的效果;最后在特定的仿真场景下,通过数据仿真调试,对设计系统控制数据进行对比分析,得出回波补偿误差消除报告。     

一种新型舰船系泊港拖分析系统

随着我军驱逐舰以上吨位舰船数量的增多,传统的自主式靠离码头方法越来越不能适应形势发展,使用拖船协助大型舰船系泊已成为未来大型舰船靠离码头的主要方式。本文以我军驱逐舰以上吨位舰船为研究对象,提出一种新型的舰船系泊港拖分析系统的框架及实施方案,以减少舰船主机的磨损,提高舰船系泊的安全性。     

Web技术在舰船信息一体化中的应用

在互联网技术和大数据技术快速发展的今天,舰船的信息一体化处理技术也发生了巨大的变化,面对未来越来越复杂的海洋航行环境,舰船的控制信息处理和航行安全环境监测变得更加重要。因此本文主要结合互联网Web技术,建立高速的信息化数据处理平台,能够实时收集和分析舰船通信和控制系统中产生的海量数据,本文主要介绍了基于Web技术的硬件平台,包括电源、信号采集等模块,然后重点介绍了软件实现原理,通过构建先进的信息报警平台,实现了对舰船故障的实时监测,极大地提高了整个舰船在恶劣环境下的生存能力。     

互联网环境下的舰船移动数据采集与分析系统设计

针对传统舰船移动数据采集与分析系统中通信模块对干扰信号处理能力不强,导致采集到的舰船移动数据准确率不高的问题,设计一种互联网环境下的舰船移动数据采集与分析系统。硬件部分采用GPS Pathfinder接收机,采用ARM处理器芯片S3C6410为核心的嵌入式开发板,通过串口连接MC9S 12XS 128单片机,完成硬件部分的设计。软件部分首先计算舰船移动无线延拓静校正频率波数域,然后利用舰船的终端采集上传的数据具体格式,划定舰船移动数据的分析权限,完成系统的软件设计。实验结果表明,与传统的舰船移动数据采集与分析系统相比,互联网环境下的舰船移动数据采集与分析系统最终采集到的舰船移动数据的精准度更高,更适合实际运用。     

云计算的舰船网络入侵检测算法研究

普通入侵检测方法,不能在舰船保持运动状态情况下,准确判断入侵数据所处位置,并快速清除入侵数据。为解决此问题,搭建基于云计算环境的舰船网络入侵检测算法。通过数据捕捉模块的搭建、数据预处理模块的搭建,完成云计算运行环境的搭建。通过舰船网络总体结构的搭建、入侵检测算法的优化,完成算法的搭建。引入PSO法则,对算法的实现起到一定约束作用。设计对比实验结果表明,新型算法与普通方法相比,可以准确判断入侵数据所处位置,并大幅节省清除入侵数据所需时间。     

舰船惯导航行数据的重构及混沌特性分析

针对现有舰船航行数据处理研究中,对数据内在属性及不同数据间相关性研究不够深入的问题,应用不同方法对舰船惯导航行数据进行了相空间重构及比较分析。分析结果表明,C-C方法对船舶惯导航行数据的重构效果较好。在此基础上,进行了惯导数据的混沌特性定性分析,并计算了惯导数据的最大Lyapunov指数,对舰船惯导数据进行了混沌动力学特性研究。分析结果证实了舰船航行数据具有较为典型的混沌特性,为进一步研究采用混沌控制等方法对舰船航行中的混沌状态进行控制提供必要的数据基础和比较依据。