强风中普通商船动力定位的研究

为实现普通商船在强风浪中的动力定位,首先采取艏找风控制,然后使船舶保持顶风静止.该文采用基于闭环增益成形算法和精确反馈线性化算法的航向保持非线性鲁棒控制器与基于闭环增益成形算法的速度鲁棒控制器.建立了船舶顶风状态的非线性数学模型,为反映船舶在顶风静止状态的舵效,提出了等效船速的概念并推导出其计算公式.对处在强风(8级以上)、浪等扰动中的非线性船舶运动数学模型进行仿真,仿真曲线表明通过对船舶运动进行非线性鲁棒控制,实现了强风中普通商船的动力定位.     

船舶从南到北穿越子午线航迹转向算法修正

为了改进大角度转向算法,针对船舶从南到北穿越子午线航迹转向时,可能出现的不合理转向的特殊情况,给出了通过改变设定航向、整定航向偏差和标志判断施加与原算法相反的舵角直到转向结束的三种修正转向算法。用VC编程实现了仿真,结果表明本改进算法在转向角大于180°或小于-180°时,能够选择其绝对值小于180°的方向转向,施舵合理,加快船舶转向过程并减小航行距离,进一步完善了转向算法。     

基于NetDDE和数据库的综合船舶信息显示系统

应用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ的网络动态数据交换（ＮｅｔＤＤＥ）、ＡｃｔｉｖｅＸ数据对象（ＡＤＯ）和ＡｃｉｔｖｅＸ控件技术实现综合船舶信息显示系统。电子海图信息显示系统（ＥＣＤＩＳ）,各种航海传感器和船舶自动舵的数据通信接口板送到网络服务器的大型数据库中,机舱数据采集系统因其报警显示要求的快速实时性面采用ＮｅｔＤＤＥ技术传到综合船舶信息显示系统中。整个系统中的数据处理、显示等采用ＡＤＯ和相应的控件配合     

基于混沌分析的船舶参数激励横摇运动及其减摇鳍控制研究

船舶参数激励横摇可能导致船舶的大幅度横摇运动,威胁船舶、货物和海上人命安全。为了减小参数激励带来的不利因素,通过李亚普诺夫指数和功率谱对船舶在规则纵浪中运动的稳定性进行分析。从而分析船舶参数激励横摇运动的产生机理,不仅分析了船舶参数激励横摇产生混沌现象的条件,而且确定出船舶参数激励横摇运动的安全与危险区域。然后基于Backstepping算法和闭环增益成形算法设计出减摇鳍控制器,并且在考虑一定的干扰后进行了仿真试验。仿真结果表明该控制策略对于消除船舶参数激励横摇系统的混沌现象是十分有效的,并且其鲁棒性能令人满意。     

不对称信息理论在船舶运动控制中的应用

本文介绍了不对称信息理论，并针对舵阻摇控制系统，通过简化鲁棒控制算法和改进舵机执行机构性能，增加信息的传递量，在提高系统鲁棒性能的基础上，使该算法成为实际工程上可用的算法。闭环增益成形算法采用闭环系统中具有工程意义的参数直接构造出鲁棒控制器，其设计过程简单，且物理意义明晰。从仿真结果可以看出：当信息传递充分时，航向保持效果大大改善，打舵的频率和幅值明显降低，同时也较为节能。     

基于闭环增益成形的鲁棒PID算法及在液位控制中的应用

基于闭环增益成形算法给出鲁棒 PID算法 ,并将之应用于水箱液位的控制中。比较本文鲁棒 PID算法和文献 [1 ]模糊控制算法的仿真结果 ,得出前者的控制性能优于后者 ,同时具有良好的鲁棒稳定性。本文提出的鲁棒 PID算法简单、实用。     

船舶试验观测数据提取系统的开发

为了从船舶试验海量数据中提取出有用信息,用VB编程实现了船舶试验观测数据提取系统。该系统可以将全部以NMEA0183格式输出的航海仪器输出数据按需要提取出有用数据,数据文件查找及存盘采用标准的Windows图形界面,程序采用了多线程编程技术,能实时显示提取的数据,并设计了进度条,显示数据提取的进度。系统具有简单省时易用的特点．使科研人员从大量的数据中手动提取所需数据的繁重工作中解脱出来。     

水翼艇纵向运动多变量鲁棒控制

为了提高水翼艇纵向运动控制的鲁棒性,采用MIMO闭环增益成形算法设计了鲁棒控制器.给出了水翼艇纵向运动传递函数形式的数学模型,通过镜像映射方法将不稳定模型转换成稳定的数学模型.仿真结果表明,所设计的鲁棒控制器将纵摇角降至了原来的25%并对模型摄动具有鲁棒性.     

舵鳍联合非线性数学模型的建立及仿真

针对船舶运动的非线性本质,为舵鳍联合系统建立了具有通用性的非线性数学模型.首先基于MMG(Ship Manoeuvring Mathematical Model Group)的建模思想,建立一个包含风、浪、流十扰的4自由度舵鳍联合非线性数学模型,并详细给出了模型涉及的参数及流体动力导数的计算公式.然后利用该模型对"Hual Trooper"号汽车运输船及"Belnor"号散货运输船进行同转试验及Z彤试验的仿真,得到了一系列与实船试验曲线接近的仿真曲线.仿真结果说明了该模型的止确性和工程可行性.     

船舶航迹舵系统的设计与实现

以工控机为主要硬件载体,利用可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC)设计舵角反馈单元代替实际复杂液压舵机系统,采用总线实现硬件设备间的通信连接。通过搭建分离型船舶运动数学模型(Manoeuvring Mathematical Model Group, MMG)设计仿真调试器,为航迹舵的运行提供航向和位置信号。基于Visual Basic.Net在Windows环境中开发软件系统,实现了6种工作模式、航线编辑、在线监测与报警和系统菜单设置等功能。基于混合仿真思想,以“育鲲”轮为被控对象,在海洋干扰条件下对航迹舵系统的有效性进行检验。试验结果表明：船舶航迹舵能实现对计划航线的准确跟踪,且航向稳态误差小于3°,航迹稳态误差小于30 m。该航迹舵系统的实现对船舶的智能化发展和国产航迹舵的研发具有一定的促进作用。