基于渐消记忆自适应滤波的船舶动力定位算法仿真

由于船舶在海上运动的复杂性和非线性,精确的船舶动力定位系统数学模型难以建立.为了实现有效的动力定位控制,需要应用一定的状态估计滤波算法得到所需的船舶运动低频信号.采用常规的Kalman滤波,状态变量的新测量值对预测值的修正作用下降,旧测量值的影响随着计算步数的累积而相对提高,这是引起滤波发散的主要原因之一.文章针对船舶动力定位系统中使用常规的Kalman滤波而存在的模型不精确、 不能准确表达系统噪声和测量噪声等问题,采用渐消记忆自适应滤波估算低频运动信息,在状态估计算法中引入渐消记忆因子,减小旧测量值对状态估计值的影响权重,从而增大新测量值的作用;并根据滤波发散判断准则,选择适当的渐消记忆因子值来抑制滤波器的发散,使控制器输出较为平稳,从而降低推力系统不必要的能耗.仿真实验表明,所设计的自适应滤波器的收敛性、跟踪性优于常规的Kalman滤波,有效地提高了系统的定位精度和稳定性.     

结合功率管理推力分配策略研究

由于动力定位对船舶的推进能力要求比较高,所以采用动态性能更好的电力推进方式已经成为了动力定位船舶的优先选择。对于电力推进船舶来说,推进器是其最大的负载,以起重船为研究对象,除了推进器以外,船上还有起重机和绞锚车等大功率负载。当船上其他大功率负载突然启动或者工作在风浪较大的环境时,会造成整个船舶电网功率波动较大,影响整个船舶电网的稳定性。文章提出自适应组合推力偏置结合功率管理分配方法,当船舶电网功率波动较大时,释放偏置的推力,降低整个船舶电网的功率波动,有助于增强电网的稳定性。     

动力定位中跟踪环境力突变的自适应无迹卡尔曼滤波

无迹卡尔曼滤波可以在状态估计中滤去噪声干扰,已经被广泛应用于动力定位系统中.针对复杂海洋情况下动力定位系统需要准确、及时地估计当前时刻的状态而无迹卡尔曼滤波无法跟踪状态突变的问题,为此文章提出了一种自适应无迹卡尔曼滤波.通过及时判断状态值突变并适当调整后验均方差矩阵,可有效地跟踪船舶状态并减小实际位置与定点位置的偏差.仿真实验证明了算法的有效性.     

基于IPM和边缘图像过滤的多干扰车道线检测

在基于视觉的自动驾驶环境感知中,路面阴影、雨水、污渍和反光会对车道线识别和车辆导航造成干扰,针对此问题提出了一种基于逆投影映射（IPM）和边缘图像过滤的改进车道线识别方法。通过逆投影方法可以得到原始道路图像的鸟瞰图像,很大程度上增强了车道线的视觉特性并减少了干扰。同时提出迭代聚类分割方法对IPM图像中的灰度值进行分析,并保留与车道线颜色和形态特征最为接近的灰度点作为车道线边缘。随后提出一种搜索统计边缘图像中连续边缘区域的方法,通过分析边缘点并保留最长区域实现过滤道路干扰因素的目的。最后将该算法与其他常用车道线检测算法进行对比。研究结果表明：该方法可以更好地过滤路面各种干扰因素,有效增强干扰环境下识别模糊车道线、实车道线、虚车道线、弯车道线的能力,大幅提高了自动驾驶环境中的车道保持能力,并且由于该方法相比其他方法能够更加有效地去除路面干扰区域,因此识别车道线的速度得到大幅提高,可以满足自动驾驶对于实时性的要求。     

基于混合遗传算法的无人船自动航向控制方法

本文针对无人船航向控制提出了基于模糊及遗传算法的控制策略。考虑无人船航向控制,以及无人船航向控制具有强非线性和不确定性,本文将智能策略和常规策略作为无人船航向的舵角控制作为主要控制框架。通过导引律计算期望的角度,并根据自主船的无人船航向控制动态模型进行分析。该模型考虑了舵和船舶推进系统的物理阈值,提出了一种适用于不同无人船航向控制的自适应控制算法,借助增益调度方法(GS),利用PID控制器和遗传算法(GA)对不同的操作点进行全流程的(GS-PID-GA)混合优化。通过真实数据比例缩小进行模型实验并与传统控制方法进行比较,验证了所提出的控制方法的有效性。     

板桩码头疏浚吹填施工质量控制

针对板桩码头施工过程中结构稳定性及质量控制要求,结合以色列阿什杜德南部港项目板桩码头疏浚吹填施工,找出板桩码头疏浚吹填施工过程中的质量控制要点,制定相应的质量控制措施,避免了疏浚吹填过程板桩偏位、吹填区域淤泥聚集、泊位水域超挖、欠挖等主要质量问题.针对具体问题,对施工耙吸船做相应适应性改造:耙吸船直吹施工替代装舱施工及高压冲水改侧冲水,可以解决水深小于耙吸船满载吃水区域及邻近板桩区域开挖的问题,避免调遣其他设备进场施工,节约工程成本.     

某车型Glonass紧急呼叫系统的布置及应用

根据俄罗斯法规TP TC 2018/2011轮式交通安全规则规定,出口到俄罗斯的车型均需要配备有ERA-Glonass系统。目前,大部分进入俄罗斯市场的新车,采用俄罗斯当地供应商开发的成套Glonass系统,以后装模式安装到整车上。本文阐述的是一种新的开发模式以及系统零部件的布置及应用。     

基于响应面的可变复杂度方法在桁架式Spar平台方案设计中的应用

多学科设计优化在实际应用中,几乎都采用了可变复杂度方法(variable-complexity method,VCM)来平衡计算成本和计算精度.然而,VCM通常需要计算大量的初始样本点以保证精度.为降低VCM对初始样本点的依赖,文中提出了一种基于响应面更新的可变复杂度方法.以桁架式Spar平台的多学科设计优化为例,首先根据试验设计选取样本点,采用数值方法计算平台的各项性能,建立了响应面模型;应用协同优化算法求解,并通过响应面的不断更新提高精度,在此基础上应用可变复杂度方法校正响应面分析结果.计算结果表明:基于响应面更新的可变复杂度方法可在较少初始样本点情况下,获得较高精度的计算结果.     

船载海事卫星通信印刷四臂螺旋天线设计

为了解决四臂螺旋天线馈电结构复杂和网络损耗较大的问题,提出一种集成新型馈电网络结构的印刷四臂螺旋天线。通过大量的计算机电磁仿真分析发现天线的性能主要由螺旋臂的长度、螺旋的直径和螺旋节距的升角决定。基于此,制作了一款应用于船载海事卫星通信的印刷四臂螺旋天线并进行了测试。测试结果表明天线在系统要求的工作频带内驻波比小于1．4,增益高于2dB,半功率波瓣宽度达到140°,上半空间主要区域轴比小于3dB。测试结果与仿真结果具有较好的一致性。天线实际应用效果良好。     

声纳脉冲抑制的技术研究

针对声纳设备工作过程中,如果同时接收到噪声目标信号和声纳脉冲信号,脉冲信号对噪声工作方式而言是干扰信号,直接影响对噪声目标信号的检测和跟踪,影响了声纳正常功能的发挥。围绕这个问题,提出了应用全数字自适应线谱抵消技术实现对脉冲干扰进行抑制的技术研究。