基于改进GA优化的水下机器人航向鲁棒控制

基于某型号水下机器人水平面线性化模型,针对水下机器人系统存在的多种不确定因素,工作环境复杂多变的问题,采用混合灵敏度法设计水下机器人航向鲁棒控制器。在设计中,通过罚函数小生境遗传适应度值作为桥梁建立起遗传寻优与混合灵敏度参数之间的关系,构成多目标优化问题寻优加权函数。实验结果表明,所用方法可在保证系统较强鲁棒性的同时,又能兼顾时域指标和混合灵敏度加权函数频域要求,获得综合性能指标最优的鲁棒控制器,控制效果较好。     

波浪作用下30万吨级油轮撞击能量研究

通过物理模型试验,研究不规则波作用下30万吨级油轮撞击能量,分析了主要影响因素HT、LB、TT0、D对撞击速度的影响规律。结果表明:撞击速度与HT成正比;与LB成幂次关系;与TT0也成正比,但TT0=1时船舶撞击码头与波浪产生共振,撞击速度出现极大值;压载时的撞击速度大于满载时的撞击速度,撞击速度与吃水成负相关。提出了30万吨级油轮撞击能量的计算公式,与青岛港原油码头三期工程和青岛益佳集团燃油码头工程的物理模型试验结果对比,具有较好的计算精度,可供工程设计参考。     

船舶失控撞击高桩码头结构的数值仿真分析

以5万吨级散货船在失控状态下以1 ms的速度垂直撞击某高桩码头为例,运用有限元软件模拟该撞击的过程,得到对应撞击的能量转化情况以及船舶撞击作用力的时程曲线,并将撞击力仿真计算结果与各类船桥碰撞规范撞击力计算结果进行比较。同时,通过对撞击后码头结构破坏情况进行分析,提出防止码头结构由于船舶失控撞击而破坏的措施,为同类码头的设计、维护及改造提供理论依据。     

混合动力船舶能量管理控制策略设计与仿真

为了提高船舶的能源利用效率,降低排放,采用柴油发电机和燃料电池组成的混合动力为船舶提供电能,其中发动机为船舶提供基础载荷,当船舶功率负荷需求大于基础载荷时则由燃料电池组提供剩余的功率。针对这样的混合动力系统,设计船舶的能量管理系统的逻辑门限值控制策略和PID控制器。仿真结果表明,采用这种混合动力结构的船舶,可以提高柴油机的运行效率,所设计的PID控制器能很好地满足船舶的功率需求,提高系统的稳定性。     

含开口板结构振动能量流可视化研究

通过结构声强法研究了含开口复杂结构中振动能量传递特性。首先介绍了结构振动声强分量的相关理论以及振动能量流的计算公式;基于Matlab与APDL语言编写了集成可视化计算程序。在数值计算中,先验证了可视化程序的有效性;以含开口耦合结构为例,实现振动能量传递和分布的可视化,证明了计算程序的实用性和创新性;同时讨论了不同激励频率以及开口存在对能量传递及分布的影响,得到一些有益的结论。     

基于计算流体动力学的最小阻力船型自动优化

基于计算流体动力学(CFD)理论,利用i SIGHT优化设计平台构建一种船型自动优化方法。该方法集成船型变换及自动生成技术、CFD技术及优化算法。优化过程中,编制船型参数化融合模块实现船型变换与SHIPFLOW软件输入数据间的自动连接;采用遗传算法与二次序列规划法相结合的组合优化方法实现从全局探索再到局部空间寻优的整个流程。以某双艉集装箱船为例,优化后船体兴波阻力明显下降,总阻力也得到显著的改善,获得了设计航速下总阻力最小的船艏与船艉线型组合,表明了该方法的可行性与有效性。研究显示,所提出的方法可以获得阻力性能优良的船体型线供设计者参考,具有较强的工程适用性,在基于CFD的船型自动优化方面具有广阔的应用前景。     

高速滑坡岩体碰撞破碎的能量分析

笔者在文中对高速运动的滑坡岩体与途中山体发生碰撞时能量的传递及转化关系进行了详细分析,得出了滑坡岩体解体破碎时可分配能量的表达式及碰撞后滑坡体的平均速度和运动方向,为进一步研究远程活动阶段碎屑流的形成奠定了基础,对防灾减灾具有重要意义.     

点火能量对电控单燃料CNG发动机性能的影响

分析了点火能量的影响因素,提出了控制点火能量的方法,建立了电控单燃料CNG发动机试验台架,并确定了试验方法,进行了点火能量的试验。通过分析试验结果,得出了点火能量对单燃料CNG发动机动力性、经济性和排放性能的影响特点,得出了CNG发动机各工况下合适的点火能量范围。     

气体燃料发动机空燃比的H∞控制

在充分考虑外部干扰和系统模型不确定性的情况下,将混合灵敏度H∞设计引入多点喷射燃气发动机空燃比控制中,将发动机空燃比控制转化为H∞标准设计。仿真结果表明,H∞控制器具有良好的跟踪性、鲁棒稳定性和抗干扰能力。     

路基台背回填施工中气泡混合轻质土的应用研究

为防止台背路基与桥台结构物产生不均匀沉降,选用气泡混合轻质土填筑台背路基,通过室内试验进行气泡混合轻质土配合比设计,并结合试验段对台背轻质土路基应用效果进行评价。结果表明,轻质土湿密度较小,同龄期的体积吸水率相对较大、无侧限抗压强度相对较小;高岭土掺量增加10%,轻质土体积吸水率约至少提高4. 5%、同龄期抗压强度降低4. 8%以上;养生前28d抗压强度增长较显著,28d抗压强度约为90d抗压强度的81. 3%;台背施工中填筑轻质土路床及路床以下轻质土7d无侧限抗压强度满足路基强度设计要求且水稳性能良好;台背轻质土填筑280d后,路基累计沉降量趋于稳定,约为0. 80mm,小于设计规范中路桥过渡段沉降标准。