带不确定动态的欠驱动水面船舶鲁棒自适应路径跟踪控制(英文)

A robust adaptive control strategy was developed to force an underactuated surface vessel to follow a reference path,despite the presence of uncertain parameters and unstructured uncertainties including exogenous disturbances and measurement noise.The reference path can be a curve or a straight line.The proposed controller was designed by using Lyapunov’s direct method and sliding mode control and backstepping techniques.Because the sway axis of the vessel was not directly actuated,two sliding surfaces were introduced,the first one in terms of the surge motion tracking errors and the second one for the yaw motion tracking errors.The adaptive control law guaranteed the uniform ultimate boundedness of the tracking errors.Numerical simulation results were provided to validate the effectiveness of the proposed controller for path following of underactuated surface vessels.     

船舶轮机仿真器引入虚拟现实技术的研究

提出在船舶轮机仿真器中引入虚拟现实技术。提出虚拟机舱,虚拟集控室,虚拟驾驶台,虚拟控制仪表板的新概念并讨论其可实现性。给出应用虚拟环境系统ＶＲＴ生成的可交互油船模型。作者认为综合应用计算机生成的动态３ 维图形,高画质图象投影和多媒体技术,可获得比物理模拟更真实的仿真效果。从而使船舶轮机模拟器具有良好的动态视景、人机自然交互界面和临场感成为可能     

船舶综合全电力推进系统的动态仿真

为了优化船舶综合全电力推进系统的控制性能,建立了由船舶电站、永磁同步电机和船桨组成的系统数学模型。给出了多台柴油发电机组并联运行的仿真计算方法。在螺旋桨特性计算中,提出了推力系数和扭矩系数的计算方法。针对永磁同步电机常规直接转矩控制存在负载角不稳定问题,提出了基于负载角限制的直接转矩控制算法。以中铁渤海1号船为例,实现船舶全电力推进系统的动态过程仿真,结果验证了数学模型和方法的有效性。     

基于VV＆A过程的船舶运动控制系统仿真的研究

针对当前船舶运动控制领域,仿真算法测试可信度较低的问题,将系统建模与仿真的VV&A技术引入到船舶运动控制系统仿真中,基于一种简单的VV&A过程,结合船舶运动控制系统仿真自身的特点,提出了船舶运动控制系统仿真的VV&A过程,并建立了一套船舶运动控制系统仿真实验平台,用以帮助科研工作者更加快速有效的实现VV&A过程,建立仿真可信度高的仿真系统,对于加速先进控制理论在船舶运动控制领域中的应用有着一定的实际意义.     

基于模拟退火优化的船舶航向模糊控制研究

本文采用模拟退火法对模糊控制参数进行优化,并对控制算法的实时性做了改进。将该算法应用于船舶的航向控制,可以避免普遍模糊控制规则人为制定的不确定性。仿真结果表明,优化后的参数可以获得良好的控制效果。     

船舶电力系统浮动频压节能技术的研究与应用

船舶节能技术是目前研究的最重要船舶技术之一。基于船舶电力系统降频降压节能技术可行性研究,设计出船舶电力系统浮动频压节能控制器,实现了全船用电设备的总体节能。经实船节能效果试验,平均节电9.85%、节油9.53%。鉴于此,建议修改完善钢质海船入级与建造规范,以利于此项新节能技术的推广应用。     

基于水面边界的小尺度柴油池火焰高度及其周期振荡频率特性研究

以水面为边界的燃油燃烧常出现于海洋表面浮油的就地燃烧及各类工业生产过程中由于燃油泄漏而导致的火灾安全事故中.以柴油为燃料,针对直径为D=9.5 cm小尺度的圆形油池,分别以水层厚度1、2、3 cm为边界,对0.5～1.7 cm不同油层厚度的燃油火焰特性进行实验研究,从火焰形态学角度对火焰高度及其振荡频率进行分析,研究结果表明:火焰高度与水层厚度L_w和油池厚度L_0有较强的耦合关系,并基于经典的Thomas模型,建立适用于不同水层厚度边界的油池火焰高度预测模型.同时,以不同水面为边界的油池火焰振荡均呈现了周期性的收缩和膨胀特性,但其振荡频率却与L_0D/L_w之间存在反比例关系.     

快速启动电控陀螺罗经的仿人智能控制

快速启动陀螺罗经,对提高罗经的工作性能及改善舰船战术性能具有重要意义。本文提出将多模态仿人智能控制应用于陀螺罗经的启动过程。仿真试验表明,该控制算法可有效地缩短陀螺罗经的启动时间。     

大型船舶电力系统快速拓扑分析新方法

为应对现代船舶朝着大型化、自动化发展的同时对船舶电力系统网络拓扑监控能力提出的更高要求,本文提出一种大型船舶电力系统快速拓扑分析的新方法。首先,利用图论拓扑信息数据模式将船舶电网拓扑信息录入系统;其次,遍历初始网络拓扑形成母线,基于独岛搜索策略形成电气岛,完成静态分析并生成拓扑信息数据库;最后,利用节点标记法对受影响的母线进行连通性分析,并结合独岛搜索策略,实现船舶电力系统拓扑结构的动态更新。对某现代化大型集装箱船舶电力系统进行验证分析表明,本文方法结构简便易于实现、满足现代大型船舶电力系统拓扑分析的实时性与有效性需求。     

船舶航向不对称信息理论与非线性逆推鲁棒控制算法

应用不对称信息理论和鲁棒控制算法简化非线性逆推算法,针对非线性船舶航向保持系统,设计了其Backstepping逆推控制器,由非线性函数项和常规线性控制器组成,将简化的Back-stepping法与闭环增益成形算法相结合,设计其非线性鲁棒控制器。通过非线性鲁棒控制器的控制能够使船舶无超调、无静差地跟踪设定航向,调节时间为600 s,符合船舶航行的实际情况,控制效果良好;当系统增加干扰后,系统的控制输出除了因干扰产生的抖动外,其跟踪性能仍然较好,航向输出无静差,说明控制器具有一定的鲁棒性;是否全部对消非线性项,对其控制效果相差不大,说明当模型发生参数摄动时,系统的控制性能仍能保证。