基于虚拟仪器的船舶监控系统研究

船舶监控系统的研究对船舶安全起着至关重要的作用,有助于提升船舶导航能力和海上交通管理能力。该文提出的基于虚拟仪器的船舶监控系统,应用LabVIEW图形化编程语言开发了AIS信息处理系统,能够实时采集网络最新发布的船舶信息数据,进行信息的解析和存储,同时应用Google Earth显示船舶的位置及路径信息。系统选用Kalman滤波对船舶的航迹进行跟踪优化,结合BP神经网络对船舶航迹进行预测。系统可实现AIS数据采集、解析、存储、显示、分析等多项功能。     

基于动态非线性滑动模态的USV直线航迹控制的研究

随着战争方式的不断创新,无人作战系统逐渐成为发展的趋势,水面无人艇(USV)是其重要分支,得到越来越多的重视,其中,航迹控制是USV的核心。USV是一个具有不确定性的运行系统,由于海上环境的复杂性,使得USV控制非常困难。本文研究动态非线性滑动模态算法,提出了相应的USV直线航迹控制算法,该算法能够确保USV按照预定航线航行。     

内河AIS与VTS的信息融合技术研究与仿真

船舶交通管理系统(VTS)在提高船舶航行效率、保障船舶航行安全等方面具有重要作用。传统的船舶交通管理系统采用雷达等传感器作为基本检测手段,受到雷达探测距离和精度等技术条件的限制,在船舶定位、导航等方面存在一定的缺陷。随着互联网技术和信息融合技术的发展,雷达探测器与船舶自动识别系统(AIS)相结合的船舶交通管理系统成为研究的热点。船舶自动识别系统(AIS)结合了信息技术、互联网技术和通信技术,对船舶的航向、航迹、航速等信息采集和处理,并利用VHF发送给信号覆盖区域内的其他船只。本文针对我国内河航运船舶的交通管理系统,研究了AIS与雷达信号的信息融合算法、航迹关联算法等,对提高内河船舶交通管理系统的性能有重要的作用。     

基于改进的视线导引算法与自抗扰航向控制器的无人艇航迹控制

[目的]无人艇(USV)在复杂环境情况下会出现偏离目标航线的情况,为提高水面无人艇的抗干扰能力及实际航行的稳定性,实现对航迹的准确控制,提出一种改进的无人艇航迹控制方法.[方法]根据导航信号受环境影响的情况,对GPS信号有效和无效2种情况下的航迹控制分别进行分析,在自主可控平台上设计并实现了基于模糊控制可变船长比的视线...     

论船位误差圆及其应用

本文指出[1]、[2]对船位均方误差圆缺乏科学的严格的定义，提供的均方误差圆覆盖真船位的概率某些数据是不正确的；同时从概率统计的角度论述船位均方误差圆的定义，计算覆盖真船位的概率、95%误差圆半径及船位误差圆在航海中的一些应用。     

基于测试和动力特性推算的减振评估方法

文章提出了基于振动测试和动力特性推算的振动评估方法,探讨了船舶振动治理中无法进行强迫振动响应计算时所可采用的有效措施。针对典型有害局部振动问题,通过振动测试和三维有限元计算,找出主要的激励源,进而提出了合理的减振措施;基于文中提出的响应推算方法对不满足频率储备要求的减振措施进行评估,响应预报结果满足振动衡准,使该船得以顺利交船。在减振措施及效果评估方面取得了有益的经验,并对今后的船舶减振设计提出了建议。     

基于Super-twisting的欠驱动船舶滑模自抗扰控制

针对欠驱动船舶在复杂海况下的航迹跟踪控制问题,提出一种基于Super-twisting的滑模自抗扰控制方法。利用视线导航法（LOS）将船舶的航迹跟踪转化为航向跟踪问题,并设计跟踪微分器来获取期望航向的1阶导数与2阶导数;根据非线性Nomoto模型设计扩张状态观测器对Nomoto模型的辨识误差、非线性项以及3级海况下风浪造成的干扰进行观测并补偿,提高控制器的鲁棒性。设计基于Super-twisting的2阶滑模控制方法,使滑模变量能在存在干扰观测误差的情况下有限时间收敛,并有效地减少了控制输出抖振现象,最终实现高精度的航迹跟踪控制。最后,以海巡船作为被控对象进行仿真验证,仿真结果表明,该控制算法能够有效提高船舶在3级海况下的航迹控制精度,增强对干扰的鲁棒性。     

基于Unity3D的船舶航迹三维显示系统

传统的船舶航迹三维显示系统存在数据处理速率低、三维显示精准度低的缺陷,为此提出基于Unity3D的船舶航迹三维显示系统。系统的核心部分是软件部分,所以主要对系统软件进行设计。根据系统的目的提出航迹三维显示系统的总体架构,将获取的船舶航迹参数进行处理得到ADS数据,然后对其进行颜色处理,并将处理后的数据存储为KML文件。采用Unity3D游戏引擎对三维显示背景进行搭建,通过数据信息子系统的建立与三维显示背景的搭建,实现船舶航迹三维显示系统的运行。实验结果显示,设计的船舶航迹三维显示系统的数据处理速率与显示精准度均比传统系统高出30%及20%,说明设计的船舶航迹三维显示系统具备极高的有效性。     

基于输入输出线性化的神经滑模航迹控制

针对现代船舶直线航迹控制过程中存在的非线性特性以及受风浪流等外界环境干扰和船舶运行参数的不确定性,设计了一种基于输入输出线性化的自适应神经滑模控制器,运用Lyapunov理论证明了所设计的控制器能够使整个船舶控制系统达到全局渐近稳定,以实习船为例,进行了仿真,结果表明:在标称参数下,所设计的控制器能够有效跟踪设定的直线航迹并抑制常规滑模控制器的抖振现象,在存在外部环境扰动以及参数摄动的情况下仍然能够达到较好的控制性能和指标,表现出强鲁棒性.     

运用操纵模拟器试验进行超大型船舶航道宽度计算研究

运用船舶操纵模拟器模拟试验的方法,通过试验分析风、流压偏角等因素与超大型船舶在航行时航迹带宽度之间的关系,提出了超大型船舶在风、流以及波浪作用下,进出港航行所需航道宽度的计算方法。