考虑横向漂移的船舶路径跟踪自抗扰控制

针对船舶运动系统中内部动态不确定和外部干扰等问题,进行了欠驱动船舶路径跟踪的自抗扰方法研究。利用Backstepping设计参考航向角,并通过线性扩张状态观测器对流干扰和横向运动引起的横向漂移进行估计。其次,根据自抗扰算法对航向进行控制,采用线性扩张状态观测器对外界干扰及内部不确定项进行估计。最后仿真结果表明,在风流干扰下所设计的控制器仍能使船准确地跟踪上参考路径,验证了所提控制方案的有效性。     

整平机升降系统设计与分析

本文依托一种自浮式水下基床整平机,对该整平机上的重要的组成部分——升降系统进行了设计与分析,提出了一种结构简单、运行可靠的升降系统；对组成升降系统的升降机构提出了液压环梁插销式升降机构、齿轮齿条式升降机构和液压缸升降机构,对支撑机构考虑了十字转动支撑机构和万向球轴承支撑机构,对锁紧机构提出了楔块锁紧机构和棘爪锁紧机构,通过对各种方案进行分析论证,最终确定了升降系统由液压缸升降机构、十字转动支撑机构和棘爪锁紧机构组成；最后对棘爪锁紧机构进行了瞬态动力学计算,计算结果得出棘爪锁紧机构所受最大应力为154.52MPa小于其许用应力172.5MPa,验证了棘爪锁紧机构的强度满足要求。     

轨道客车不锈钢车体电化学钝化工艺研究

文章通过显微组织、显微硬度、电化学性能表征测试,分析了不锈钢车体焊缝及热影响区的组织变化及性能差异,研究了钝化道次、移动速度等电化学钝化工艺参数对焊接接头及热影响区耐蚀性的影响规律.试验结果表明:焊接热影响区显微组织发生明显改变,显微硬度下降,表面耐蚀性明显下降,当以10 mm/s单道次钝化作业时,点蚀电位最高,耐蚀性最好,30天盐雾试验后,钝化处理表面未发现明显锈蚀.该工艺已在公司进行了推广应用,效果良好.     

车辆隔热壁K值计算中空气层的处理方法

对轨道交通车辆多层复合结构的隔热壁进行隔热性能理论计算与仿真计算的对比,对隔热壁内部空气层的隔热性能进行分析。结论为:在车辆多层复合结构的隔热壁K值计算中,当空气层厚度大于一定厚度时,流体自然对流对隔热壁的隔热性能影响较大。利用多项式密度(Polynomial Denisity)和Boussinesq模型两种算法,对所得结论进行了验证。     

焊点强度快速评估方法及应用

利用有限元分析方法和软件二次开发功能,研究设计阶段车体焊点强度快速评估方法及应用.首先,指出了有限元模型中利用梁单元模拟焊点,国际标准推荐使用焊点的最小剪切力评价焊点强度;然后,基于Hyperworks和ANSYS软件,结合焊点强度评估方法,提出了运用Tcl语言和APDL语言编制分析程序,实现了焊点利用率的快速计算;最后,利用开发程序对某不锈钢车体的焊点静强度进行了评估,并以云图形式显示了计算结果.结果表明:某不锈钢车体焊点强度利用率小于1,满足设计要求;应用开发程序使得焊点评估高效快捷,有效地简化了操作步骤、降低了出错几率,且结果可视化程度高,数据直观方便,对企业具有实际应用价值.     

基于二次分析的双机器人避碰方法研究

针对机器人系统协同加工中存在的碰撞问题,以双机器人系统为例,提出一种适用于多机器人系统平面加工的避碰研究方法.使用栅格法对加工任务进行离散化表达,将加工平面以设色图的形式展现出来,建立碰撞分析模型,分析出每个任务点的协同加工碰撞情况,基于时间最短和路径连续原则,规划得到双机器人平面协同加工的方法.通过对案例的仿真分析,验证了方法的可行性.     

基于BP网络的球鼻首参数化优化

本文以某集装箱船为研究对象,对降速航行后的球鼻首进行优化。采用Catia建立船体三维模型,为了产生不同形状的球鼻首,选取球鼻特征参数来描述其基本结构;采用拉丁超立方试验抽样方法得到12组不同形状的球鼻首,提出运用非线性拟合能力较强的BP网络构建球鼻首参数和阻力系数之间的关系模型;采用遗传算法对训练后的网络进行极值寻优。结果显示,优化船型的阻力系数显著降低,说明该方法对球鼻首的优化有一定的借鉴意义。     

基于LiDAR点云的船载砂石体积自动测算系统

针对现有船舶运输砂石体积计算主要依赖人工方式称重和纸质运单流转、精度不高且效率很低的难题，采用基于八叉树的点云精简和聚类分析进行复杂环境下船舶点云的自动识别和提取；采用基于改进SK-4PCS （semantic-keypoint-based 4-points congruent sets）的粗配准和基于Point-to-Plane ICP （iterative closest point）的精配准进行空载和满载两期点云由粗到精的高效配准，设计实现了一种利用LiDAR （light detection and ranging）点云数据进行船载砂石自动测算的系统. 采集了江西南昌赣江运砂船数据进行实验验证，从扫描到出结果一艘船的砂石体积自动测算时间少于2 min，同船多次测算结果最大相对误差小于1.00%，砂石体积与实际真值相比的最大误差小于2.00%，满足实际业务需求.      

复合驱动仿生胸鳍机构设计与水动力研究

针对仿鱼型海洋探测机器人低速时的机动性问题,受鹞鲼鱼类依靠胸鳍摆动实现各种水下运动的启发,设计出一种基于共融理论的复合驱动刚-柔多体耦合仿生鱼胸鳍机构。通过构建基于三维非定常湍流控制方程组的柔性鳍摆动系统水动力学模型,研究仿生胸鳍柔性鳍面摆动时周围压力和速度场的变化情况,分析不同摆动幅度和频率下鳍面的水动力学特性,揭示仿生鹞鲼机器鱼的水下运动机理,对摆动胸鳍的水动力进行仿真。结论表明:鳍面摆动时周围的漩涡能够引起胸鳍面上推力、升力及侧向力按类似正弦变化,而推进力和侧向力的大小随摆动幅值和摆动频率增加而增大。