基于高精地图的物流配送车路径规划与跟踪控制

为了解决园区等场景下无人车多途经点配送问题,提出了一种基于矢量化高精地图的车道级全局路径规划、生成和跟踪控制方法。考虑配送车往返途经点顺序对行驶路径总长度的影响,基于高精地图采用A*算法计算各配送点间的最优路径,在此基础上,利用动态规划算法求解经过多个配送点的全局最优路径。应用贝塞尔曲线对规划的路径进行平滑,并根据道路曲率设定不同路径处的参考行驶速度,进而生成车道级的可用于跟踪的目标轨迹。利用车辆二自由度模型设计模型预测控制器进行轨迹跟踪,实现低速物流配送车的自主控制。在 CarSim/Prescan/Simulink联合仿真平台和实车平台上对提出的规划控制方法进行了试验。结果表明,相比传统的依据最近配送点策略确定的路径,所提出的方法搜索出的路径长度平均缩短了 6.15%。所设计的轨迹跟踪控制器能确保配送试验车与目标轨迹的横向偏差在 0.25 m 以内,航向角偏差在5°以内。     

考虑多人相互影响的舰船通道最短路径规划

将时间维引入既定舰船通道网络,把考虑多人相互影响的动态最优路径规划问题转化为时间依赖网络中的最优路径搜索问题。首先,论文的算法为所有人员随机生成走行路径,为了预测网络中的弧(路段)的走行时间,按人员速度从慢到快的顺序依次计算并记录人员到达路径中的各路段首节点的时刻,先记录到的人员将成为后记录到的人员的动态障碍。然后,将遗传算法与网络中弧的走行时间预测方法相结合,借助遗传算法的个体多样性天然地解决了人员走行任意性问题,因而获得了全局动态最优路径算法,并仿真计算了两人以及三人的最短时间路径;经与不考虑人员间相互影响时获得的最优路径相比较,论文的算法获得了人员遇到障碍时(或跟行或绕行)的最优走行路径。最后,借助时间依赖网络中的最优路径充要条件定理,说明了算法的有效性。     

含多间隙弹性约束机械振动系统的动力学特性

建立含多重间隙弹性约束机械振动系统的力学模型.基于多参数耦合、多目标协同仿真分析,采用变步长Runge-Kutta法数值计算,研究系统在激励频率和间隙阈值的双参数平面内的周期冲击振动模式类型、分布规律和分岔特征.计算结果表明,基准参数条件下系统周期冲击振动的模式类型表现为复杂性和多样性特征.分析了系统相邻基本周期冲击振动的q/1周期振动经两种类型的Grazing分岔转迁为(q+1)/1周期振动的演化机理.揭示了间隙阈值取值较小时,系统表现为亚谐周期振动和混沌等复杂的动力学特性;且随激励频率的递减,系统因冲击次数足够大进而呈现出颤-冲击特性.研究该类振动系统激励频率和间隙阈值等关键参数与系统功能目标之间的映射关系,为系统动力学特性和功能目标协同优化的参数匹配规律及科学匹配范围提供依据和思路.     

求解多峰性函数全局最优解的进化算法及其应用研究

本又针对简单遗传算法（SGA）在解决多峰性函数最优化问题存在的不足，提出了一种分配区间型进化算法，能够求出多峰性函数所有全局最优解及多个局部最优解。通过十几个多峰性函数与工程实例的数值实验，验证了算法的正确性。对简易海洋平台进行了疲劳可靠性优化设计为算例，取得了满意的结果。     

云计算平台中大规模电子航海信息全局监控系统

在大数据环境背景下,针对传统船舶电子信息监控系统,存在多样数据融合性计算能力差,数据多样整合处理时间长,导致出现全局监控力不足的问题。基于大数据处理技术,提出基于大数据融合的船舶动态电子信息全局监控系统设计。根据大数据融合的技术要求,创建船舶多样数据采集融合架构,通过搭建的硬件对船舶多项数据进行采集,配合引入的纵深融合算法,利用大数据融合技术对采集的多样数据进行深度融合计算,实现信息全局一体化监控。通过对比实验数据,证明设计的监控系统,在解决传统监控系统数据融合问题上,具有显著效果,满足设计需要。     

基于不同火源位置的分岔隧道临界风速数值研究

分岔隧道越来越多地出现在城市地下互通中,但当前对分岔隧道的研究却很少.因此,探究分岔隧道火灾的规律为工程实践提供一定的参考就显得格外重要.基于FDS(Fire Dynamic Simulator)研究了火源位置与分岔角度对临界风速的影响,结果表明:当火源在分岔点之后时,分岔隧道临界风速与单管直线隧道的临界风速相比差距不...     

基于环境优化的无人艇全局路径规划研究

LazyTheta*算法是近年来提出的启发式路径规划算法,凭借其优异的搜索性能,在机器人全局路径规划中的应用不断增多。但常规的启发式路径规划算法往往忽视机器人的运动学特性以及环境对路径规划结果的影响,不适合直接应用于无人艇。针对这一问题,提出了基于环境优化Lazy Theta*算法的无人艇全局路径规划方法,从路径安全性和水流适应性两个方面对启发函数和视线检查进行改进,并对路径进行了折角平滑处理。仿真结果表明,与常规算法相比,采用改进算法规划出的路径具有更少的路径点和更小的路径转角,路径更加平滑,能够更好地适应水流的变化,有利于无人艇在复杂水域环境中航行,提高了无人艇航行的安全性。     

系泊系统的时域仿真及其非线性动力学特性分析

应用时域仿真的方法研究了系泊系统的非线性动力学特性。以三阶操纵运动方程为基础,引入定常的风力、潮流作用力和二阶波浪力,建立了系泊系统三自由度的运动微分方程。在此数学模型的基础上,建立了系泊系统的多自由度的计算机仿真模型。在风浪流联合作用的情形下,对一艘单点系泊油轮的动力学行为进行了仿真研究。以潮流速度和系缆程度为分岔控制参数,在参数平面上给出了局部分岔集。研究表明,系泊系统的动力学行为具有强烈的非线性特征。在仿真过程中观察到了吸引子的共存和Hopf分岔。局部分岔集将参数平面分为3个系统动力学行为本质不同的区域。极值系泊力水平与系泊系统的动力学行为有着密切的关系。对于单点系泊船舶而言,顶风顶浪顶流的状态并不一定是最为危险的工况。局部分岔集的确定为系泊系统参数的选择提供了决策依据。     

船舶在随机横浪中的奇异倾覆机理

本文应用非线性随机动力系统理论,从系统稳定性的角度来分析船舶在随机横浪上的运动稳定性,籍此来研究随机海浪中船舶奇异倾覆的机理.本文的研究发现随机动力系统的全局分岔是导致系统失稳并导致船舶倾覆的一种途径.基于这一思路借助随机Melnikov方法,通过求取相流函数零点得到了船舶运动全局稳定性丧失时海浪条件的阈值,从而可以对船舶的抗倾覆能力作出定量的考察.     

不可压缩液体中自由气核分叉特性研究

空化气泡会引起强烈的声辐射和舰船壳体振动,自由气核振动的跨临界分叉研究对寻求空化气泡的生成机理具有重要意义.通过建立不可压缩液体中自由气核的振动模型,由中心流形定理对该振动模型进行约化,得出中心流形上的跨临界分叉方程,通过该振动模型的分叉研究,提出了产生气泡的新机理,并进行了仿真实验加以验证.仿真结果表明,跨临界分叉是自由气核产生气泡的一条途径.