Adaptive backstepping control of train systems with traction/braking dynamics and uncertain resistive forces

Although backstepping control design approach has been widely utilised in many practical systems, little effort has been made in applying this useful method to train systems. The main purpose of this paper is to apply this popular control design technique to speed and position tracking control of high-speed trains. By integrating adaptive control with backstepping control, we develop a control scheme that is able to address not only the traction and braking dynamics ignored in most existing methods, but also the uncertain friction and aerodynamic drag forces arisen from uncertain resistance coefficients. As such, the resultant control algorithms are able to achieve high precision train position and speed tracking under varying operation railway conditions, as validated by theoretical analysis and numerical simulations.     

操纵运动潜艇水动力计算研究

采用FLUENT软件对一模型艇在不同漂角下运动的升沉力系数和表面压力分布进行计算,验证了该软件解决此类问题的有效性。在此基础上,对作操纵运动的潜艇主体和带附体的全艇体,在一定攻角和漂角下的垂向力、俯仰力矩和横向力、纵倾力矩进行计算,取得了工程上较为满意、实用的精度,为解决潜艇操纵运动水动力预报的困难做出了有益的探索。     

3000吨级海上巡视船耐波性分析

以3 000吨级巡视船为研究对象,运用三维水动力理论对其耐波性能进行了数值计算。文中除了给出零航速时船体垂荡、横摇、纵摇与参考点垂向运动的传递函数（RAO）,还进一步进行短期预报,给出航速为0 kn、13 kn、15 kn与18 kn时船体横摇、垂荡、纵摇与参考点垂向加速度的有义值,并与模型试验结果进行对比分析。结果表明：水动力预报值与模型实验值的趋势基本一致。     

侧推装置推力减额研究

回顾了推进器水动力干扰的研究概况,开展了单侧推装置在不同流速、流向下的推力减额的试验研究和CFD计算,分析了多侧推装置下推力减额的变化规律和侧推装置间距对推力减额的影响。研究成果可为侧推装置的布置以及改进侧推器槽道进出口形式提供参考。     

和畅洲汊道深水航道整治右汊水动力改善措施分析

在分析长江下游镇扬河段和畅洲水道水沙特性和目前航道条件的基础上,利用最新的实测枯季地形资料,建立和畅洲水道平面二维水流数学模型,计算多种整治思路不同工程措施下,作为通航汊道右汊的水动力因子分流比和流速的增加情况,分析比较各类工程措施的整治效果和利弊,明确应以左汊布置2道潜坝为治理措施研究的主要方向,为12.5 m深水航道建设提供技术依据。     

大连海上机场施工通道开口宽度对水环境影响的数值研究

为保障大连海上机场建成后工程水域的水质环境,以工程水域物理自净能力、水体半更换期、局部污染物扩散轨迹、局部污染物示踪粒子第一次到达湾外的时长等参数为评价指标,基于MIKE21 flow model FM模块建立了非结构网格下的水动力及污染物输移扩散数值模型,对大连海上机场施工通道布置方案进行优化研究。结果表明,施工通道开口宽度对工程水域物理自净能力、水体半更换期、局部污染物扩散轨迹、局部污染物示踪粒子第一次到达湾外的时长等指标有不同程度的影响。不同参数对应的最佳开口宽度不完全一致,综合比较后推荐了施工通道最佳开口方案。     

船舶艏部声呐罩水动力噪声评估

文章针对非规则形状的艏部声呐罩,基于统计能量理论,建立了艏部声呐罩自噪声的理论模型,并分析了非透声窗吸声系数和过渡区声源对声呐罩噪声的影响。经对过渡区声源高频噪声影响的计算修正,大大提高了计算精度。试验验证表明,过渡区附近腔体自噪声计算结果与测试值相差小于5 dB,较好地反映了腔内自噪声分布规律。     

螺旋桨建模方法及敞水性能研究

螺旋桨的桨叶是一种典型的复杂自由曲面.论文探讨了螺旋桨建模的两种方法,分别是坐标转换法和缠绕法.坐标转换法通过坐标转换公式,求出螺旋桨曲面型值点的三维空间坐标.缠绕法利用二维桨叶切面图生成三维曲面.在此基础上,基于计算流体力学理论,对模型桨进行了水动力性能数值模拟.通过计算值与实验值的良好吻合,验证了两种建模方法的精确性,同时比较了不同方法的建模精度.     

考虑停车换乘及停车收费的拥堵收费公平性影响研究

通过对联合停车的拥堵收费分析,为确定不同出行方式中单人城市道路资源占用量和比例以及相同出行方式的人群占总出行量的比例,作者根据十种方式的人口比例和实际占有的道路资源份额绘制了洛伦兹曲线,并用标定曲线的数学模型来计算基尼系数,评价了公平程度。此外,论文比较此政策实施前后洛伦兹曲线、基尼系数。最后,用数据进行了计算和分析,说明了该方法的有效性,能够对拥挤收费的公平性进行有效的分析。该研究为拥挤收费的实施提供了相关借鉴。     

减摇鳍与船体的适配性数值模拟

利用计算流体力学方法对减摇鳍与船体之间的适配性问题进行研究。利用零航速减摇鳍的参数以及某型驱逐舰的船型型值表,分别建立在敞水条件下的减摇鳍模型以及加上减摇鳍的船体模型。首先,仿真分析在中、高航速下敞水条件的减摇鳍与受船体约束减摇鳍的静态水动力特性。其次,利用动网格技术分别分析在中、高航速和低航速下敞水条件的减摇鳍与受船体约束减摇鳍的动态水动力特性。计算结果分析表明：静态仿真时,虽然受船体约束减摇鳍的失速角没有敞水条件下的减摇鳍大,但在同样的攻角下,其升力系数却有较大的提高;在动态仿真中,无论是在中、高航速还是低航速下,受船体约束减摇鳍拍击产生的升力都要比敞水条件下的减摇鳍大,但同时产生的阻力以及所需的转鳍力矩也有较大的提高。