Situation and prospects of shipboard integrated power system reconfiguration technology北大核心CSCD

当前,船舶综合电力系统(IPS)正朝着复杂化、模块化、自动化方向发展,研究快速、稳定、能够应对各种突发状况的船舶综合电力系统重构技术对保障船舶安全和可靠航行具有重要意义。首先,综述当前国内外在船舶综合电力系统重构技术方面的研究进展,讨论集中式重构和分布式重构的特点,并对数学优化算法、启发式算法、人工智能算法等进行归纳总结;然后,分析面对多重并发故障时重构技术所面临的困难与挑战,提出需重点关注混杂系统建模和分层分布式重构框架的建立;最后,从重构模型建立、算法优化、分布式架构等方面对未来船舶综合电力系统重构的发展提出设想和建议。     

Anti-disturbance optimal coverage control of ASVs北大核心CSCD

[目的]针对固定的海洋区域,研究欠驱动水面无人船(ASV)集群的抗干扰最优覆盖控制问题。[方法]首先,在运动学层级,基于邻居ASV位置和环境密度信息进行Voronoi分配,设计欠驱动ASV运动学制导律,引导ASV运动到最优目标点;然后,考虑复杂海洋环境下ASV模型的不确定性以及风浪流引起的外部扰动,在动力学层级设计一种固定时间扩张状态观测器(FTESO),并基于FTESO设计固定时间的动力学控制律。[结果]稳定性分析结果表明了ASV集群的抗干扰最优覆盖控制闭环系统的误差是有界的,仿真结果验证了该方法的有效性。[结论]通过采用该抗干扰最优覆盖控制器,ASV集群可以在任意的初始位置实现对目标区域的最优覆盖。     

Performance decay of stern bearing based on lubrication numerical model and state parameters北大核心CSCD

[目的]为了实现对船舶艉轴承润滑状态的监测和评估,提出一种结合润滑性能衰变模型和支持向量机(SVM)算法的艉轴承润滑性能评估方法。[方法]针对船舶艉轴承润滑状态难以监测和识别的问题,建立轴承润滑衰变数值模型,并运用实验数据对该模型进行验证,研究载荷、粗糙度和半径间隙对润滑状态衰变机理的影响。基于SVM算法,构建润滑状态分类器,通过网格搜索算法优化超参数,利用不同润滑状态的数据集进行训练,最后实现对艉轴承润滑状态的评估。[结果]结果显示,随着外部载荷、粗糙度和半径间隙的增大,轴承润滑状态恶化的临界速度增大,动压润滑工作范围减小,混合润滑工作范围增大;由仿真数据集对润滑状态识别模型的验证表明,所提的润滑状态识别方法准确率达96.88%。[结论]所提方法能监测轴承的润滑性能特征,有效识别轴承的润滑状态。     

Analysis of the application and development of integrated electric power technology for unmanned ships北大核心CSCD

近年来,随着动力、信息等技术的不断发展,无人船在反水雷、反潜、电子战、海上安全、海上拦截等军用领域凸显出越来越大的优势。为此,首先阐述无人船及其动力技术的发展概况,明确综合电力系统已成为中大型无人船的重要发展趋势,然后介绍综合电力系统在有人/无人平台的应用情况,提出设备尺寸、重量和振动噪声控制等问题是综合电力系统应用于无人平台的研究重点,最后阐明无人平台综合电力技术的发展趋势,指出综合电力系统智能化运行、高性能电机材料、复杂电机系统信息感知、电力电子器件与系统、高性能电能变换和高效储能是无人平台综合电力技术的关键科学问题。     

Fuzzy sliding mode control method for vertical motion of autonomous underwater gliders北大核心CSCD

［Objective］This paper proposes a fuzzy sliding mode controller based on T-S fuzzy logic for the vertical plane motion control of an autonomous underwater glider (AUG) with limited actuator capability. ［Methods］In the fuzzy sliding mode controller, the fuzzy switching rate is used to replace the switching rate in the fixed time controller to effectively suppress buffeting. The fuzzy switching rate is obtained by fitting the switching rate of the fixed time controller with T-S fuzzy rules. Based on the limited capabilities of AUG actuators, a saturation auxiliary system is designed to improve the actuator saturation effect. Finally, the performance of the system is verified by Lyapunov stability analysis and numerical simulation. ［Results］The results show that the AUG under the fuzzy sliding mode controller and the saturation auxiliary system can converge in finite time. The effectiveness of the fuzzy sliding mode controller and the saturation auxiliary system are verified by numerical simulation. ［Conclusions］By making comparisons with the fixed-time controller, it is verified that the two controllers have similar control performance, and the buffeting of the fuzzy sliding mode controller is lesser. © 2022 Journal of Clinical Hepatology. All rights reserved.     

Time domain modeling and simulation of warship flooding process based on counter-flooding activities北大核心CSCD

[目的]实战损伤条件下,舰艇进水是舱室进水漫延与舰员抗沉行为相对抗的过程。现有的不沉性理论无法客观、全面评估抗沉干预对战损舰艇进水过程的影响,缺少从全时域的角度对战损舰艇进水过程开展预测的手段。[方法]首先,分析抗沉干预下舰艇破损进水的耦合关系,构建进水过程时域模型,进而给出数值求解算法;其次,结合案例分析抗沉干预要素对不沉性的影响,并开发可视化、交互式的仿真系统。[结果]通过仿真系统实现了进水过程与多种抗沉干预方式的综合评估,是对现有不沉性理论的有效补充。[结论]该成果不仅可帮助设计人员掌握抗沉设计方案对干预进水过程的有效性,指导舰艇抗沉能力的设计;还可应用于抗沉指挥决策的态势预报,具有较高的军事应用价值。