检索结果-内蒙古大学图书馆

实验室研究与探索 2016年第3期35卷 24-27,31页

作者：江玉玲彭国均集美大学诚毅学院福建厦门361021 集美大学航海学院福建厦门361021

航海模拟器是基于虚拟现实技术的一种实验设备,通过再现船舶航行的虚拟场景,给船舶驾驶员提供一个模拟操船训练平台。在航海模拟器系统中,船舶数学模型作为模拟船舶航行的状态和轨迹的关键技术,其精确度直接决定航海模拟器的仿真度。为... 详细信息

航海模拟器是基于虚拟现实技术的一种实验设备,通过再现船舶航行的虚拟场景,给船舶驾驶员提供一个模拟操船训练平台。在航海模拟器系统中,船舶数学模型作为模拟船舶航行的状态和轨迹的关键技术,其精确度直接决定航海模拟器的仿真度。为了提高航海模拟器实验室的仿真度,利用船舶分离建模思想,在分析船体力、螺旋桨力及舵力作用的基础上,假定环境因素为无风无流,利用P-M波谱模型来表达波浪模型,分析船舶在不规则波作用下响应函数,构建船舶数学模型。对所建立的船舶数学模型进行了静水中的操纵性实验和在不规则波中的震荡实验,实验结果表明,仿真船模与实船数据相当,满足IMO对船舶操纵的要求,并且仿真船模震荡实验数据满足船舶耐波性试验估算值。

关键词：航海模拟器分离建模思想船舶数学模型 P-M谱不规则波

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基于非均匀流浅水效应的船舶操纵建模与仿真

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系统仿真学报 2018年第3期30卷 866-872页

作者：童思陈唐小娅张欢重庆交通大学河海学院重庆400074 国家内河航道整治工程技术研究中心重庆400074

为更好体现和模拟山区河道的水流条件和船舶航行姿态,在明渠恒定非均匀水流模型基础上,开发了基于浅水效应的3自由度MMG船舶操纵运动数学模型。通过船舶定回转试验和Z型运动模拟结果表明,随着水深吃水比h/d的减小,船舶浅水效应越为突出... 详细信息

为更好体现和模拟山区河道的水流条件和船舶航行姿态,在明渠恒定非均匀水流模型基础上,开发了基于浅水效应的3自由度MMG船舶操纵运动数学模型。通过船舶定回转试验和Z型运动模拟结果表明,随着水深吃水比h/d的减小,船舶浅水效应越为突出,直航速度越小,定回转直径越大;同时,船舶Z型运动的摆幅越大,运动周期越长,说明船舶的舵效和操纵性能越差。结合工程实例分析表明,本文开发的基于非均匀流和浅水效应的船舶操纵运动数学模型可以应用于工程实际研究,山区河道的船舶操纵运动采用基于浅水效应的模型计算才更加合理和符合实际。

关键词：航道工程非均匀流浅水效应船舶操纵性船舶数学模型

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铺管船定位作业时的建模与分析

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中国造船 2011年第3期52卷 101-108页

作者：谢文博付明玉陈翠和黄福祥哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨150001 海洋石油工程股份有限公司设计公司天津300451

建立了J型半潜式铺管起重船非线性船舶运动数学模型和环境模型。采用自然悬链线法得到管道对船舶的近似动态水平作用力模型,给出了随着船体运动管道受到的作用力和管道形状的变化。针对铺管作业时张紧器和管道间的恒张力问题设计了控制... 详细信息

建立了J型半潜式铺管起重船非线性船舶运动数学模型和环境模型。采用自然悬链线法得到管道对船舶的近似动态水平作用力模型,给出了随着船体运动管道受到的作用力和管道形状的变化。针对铺管作业时张紧器和管道间的恒张力问题设计了控制器,控制器限制了船舶的运动和管道作用力的变化率,从而使管道和张紧器之间不会出现滑动,保证了铺管作业的安全性。

关键词：船舶舰船工程船舶数学模型 J型铺管动力定位悬链线

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一种用于减摇的多变量自动舵控制器

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船舶工程 1998年第5期20卷 38-41页

作者：杨承恩贾欣乐毕英君大连海事大学

舵减摇的效果对船舶水动力参数是敏感的，为此设计了一种H∞控制器来解决这个问题。模拟海上航行条件的仿真结果表明该控制器具有良好的鲁棒特性，设计是成功的。

关键词：减摇舵减摇船舶数学模型 H∞控制

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强风中普通商船动力定位的研究

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船舶工程 2008年第2期30卷 58-62页

作者：张杨张显库王新屏李宗波大连海事大学航海动态仿真与控制实验室大连116026

为实现普通商船在强风浪中的动力定位,首先采取艏找风控制,然后使船舶保持顶风静止.该文采用基于闭环增益成形算法和精确反馈线性化算法的航向保持非线性鲁棒控制器与基于闭环增益成形算法的速度鲁棒控制器.建立了船舶顶风状态的非线性... 详细信息

为实现普通商船在强风浪中的动力定位,首先采取艏找风控制,然后使船舶保持顶风静止.该文采用基于闭环增益成形算法和精确反馈线性化算法的航向保持非线性鲁棒控制器与基于闭环增益成形算法的速度鲁棒控制器.建立了船舶顶风状态的非线性数学模型,为反映船舶在顶风静止状态的舵效,提出了等效船速的概念并推导出其计算公式.对处在强风(8级以上)、浪等扰动中的非线性船舶运动数学模型进行仿真,仿真曲线表明通过对船舶运动进行非线性鲁棒控制,实现了强风中普通商船的动力定位.

关键词：船舶交通控制动力定位闭环增益成形船舶数学模型

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小波阈值消噪在耙吸挖泥船参数辨识中的应用

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船舶工程 2015年第10期37卷 72-75页

作者：薛彩霞俞孟蕻丁彦侃江苏科技大学电子信息学院江苏镇江212003

船舶和海洋技术的快速发展对船舶数学模型提出了更高的要求,为消除船舶试验数据中含有的噪声等不良因素,获取准确的数据用于建模,将小波阈值消噪法用于数据预处理,通过仿真对比了消噪前后辨识出的船舶模型相关参数,并将辨识结果用于耙... 详细信息

船舶和海洋技术的快速发展对船舶数学模型提出了更高的要求,为消除船舶试验数据中含有的噪声等不良因素,获取准确的数据用于建模,将小波阈值消噪法用于数据预处理,通过仿真对比了消噪前后辨识出的船舶模型相关参数,并将辨识结果用于耙吸挖泥船变吃水作业状态下的运动仿真,验证了小波阈值消噪在耙吸挖泥船参数辨识中的有效性及其工程价值。

关键词：船舶数学模型小波阈值消噪数据预处理参数辨识耙吸挖泥船变吃水作业

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神经网络应用于船舶航迹追踪

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舰船科学技术 2016年第1X期38卷 94-96页

作者：贾冬青崔晶郭幸丽河北工程技术高等专科学校河北沧州061001

在远洋航海中,风、浪、流等环境因素对船舶会造成很大的影响,控制船舶的航迹,使得船舶按照预设的路线行进是非常重要。本文通过将神经网络控制应用船舶航迹控制设计中,研究船舶舵角、航向等误差因素影响,最后利用前进、横荡和首摇3个自... 详细信息

在远洋航海中,风、浪、流等环境因素对船舶会造成很大的影响,控制船舶的航迹,使得船舶按照预设的路线行进是非常重要。本文通过将神经网络控制应用船舶航迹控制设计中,研究船舶舵角、航向等误差因素影响,最后利用前进、横荡和首摇3个自由度的运动进行实验仿真,实验结果表明,利用神经网络算法能够迅速、准确进行船舶航迹跟踪。

关键词：神经网络控制船舶航迹追踪自适应能力船舶数学模型

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桥梁间距的合理性及选择方法研究

桥梁间距的合理性及选择方法研究

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作者：朱周巧重庆交通大学

学位级别：硕士

随着国家可持续发展战略的继续深入和国民经济的快速发展,内河航道上修建了大量的跨河桥梁。桥梁建设连接了陆上交通,加速了我国四通八达的路网建设,但同时也不同程度地对通航河流的航道条件产生不利影响。因为在航道中建设的桥梁,其跨... 详细信息

随着国家可持续发展战略的继续深入和国民经济的快速发展,内河航道上修建了大量的跨河桥梁。桥梁建设连接了陆上交通,加速了我国四通八达的路网建设,但同时也不同程度地对通航河流的航道条件产生不利影响。因为在航道中建设的桥梁,其跨度、高度以及桥墩位的布局,将分别影响到桥梁的通航净高尺度、航道宽度以及通航水流条件,给船舶航行带来困难。可以说,通航河流中发生的船撞桥事件中,多数原因是建桥自身引发的。因此,研究建桥技术,规范桥梁建设程序,可以从桥梁规划阶段着手,最大限度减小建桥对航道的影响,从而避免和降低因建桥导致的船撞桥事故非常重要。翻阅国内外桥梁设计书籍和相关桥梁设计规范,对桥梁选址,桥跨选择以及高度和桥墩位设置方法等均有相关设计原则和规定,特别是我国《内河通航标准》中,对桥梁间距,通航净空尺度的拟定和计算方法都给予规定。但是,使用中发现,原有规范和标准中涵盖的参数还不够完整,对具体的设计工作还缺乏细化的指导作用。例如我国《内河通航标准》中关于桥梁间距“一个船队长+下水5分钟航程”的选择规定,仅包含了船舶长度和航速,没有对不同航道条件(顺直或弯道等)的选择进行区分。对于桥梁间距不满足要求时,桥梁跨度应该如何加大,也没有相关依据和规定。因此,本文以长江重庆主城段为依托来开展影响桥梁间距判别标准的航道条件的相关研究。本研究采用桥群河段二维水流数学模型和船舶数学模型,进行了桥梁对船舶航行的影响和不同航道条件下桥梁合理间距的系列研究。详细研究了河段上航道条件的不同组合时分别对桥间距与桥跨以及船舶撞桥概率的影响。研究得出在航道条件不同的情况下桥梁间距该如何确定以及船舶撞桥概率的确定；以及桥梁间距与跨度的耦合关系表明,桥群河段上桥梁跨度与间距关系密切。当桥梁间距小于要求的最小间距值时,间距减小的同时应成倍增加桥梁跨度,对此也提出了相应的解决思路。研究得到不同河型桥梁间距的统一验算公式： D=ξ(nV0+△D),式中ζ为水流、船舶流量、船舶尺度、桥跨及风流等对桥梁间距综合影响系数,n一般取5min,Va为下水船舶对岸航速,△D(Dr或Df)为弯曲河道或分汊河道对桥间距影响的增加值。该公式物理意义明确,参数表达完整,计算简便。本文采用数学模型与船模试验方法,研究成果可为今后“桥群”的界定、桥梁选址、布跨以及桥区通航等相关课题的研究提供科学依据,也可供主管部门的科学决策提供参考。

关键词：桥群水流数学模型船舶数学模型航道条件桥梁间距

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遗传算法优化模糊控制器的工程船舶控制方法的研究

遗传算法优化模糊控制器的工程船舶控制方法的研究

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作者：张媛武汉理工大学

学位级别：硕士

为适应长江中游航道整治工程的需求,满足航道整治中在软基础河床上构筑整治建筑物的建设要求,长江航道局决定开发建设用于铺设软体沙枕或混泥砼联锁块排布进行护底作业的铺排船,以保证航道整治工程的质量。目前,工程船的移船和定位的控... 详细信息

为适应长江中游航道整治工程的需求,满足航道整治中在软基础河床上构筑整治建筑物的建设要求,长江航道局决定开发建设用于铺设软体沙枕或混泥砼联锁块排布进行护底作业的铺排船,以保证航道整治工程的质量。目前,工程船的移船和定位的控制大都采用手动方式来实现,依靠工作经验,来协调控制各锚缆的收放长度,实现工程船的移船和定位。本文主要研究实现铺排船的移船和定位的自动控制,使控制机构可以及时地响应铺排船位置的变化,调整铺排船的航向和航迹,而且不需要人为的干预。工程船舶运动控制系统模型及其干扰的数学模型是系统设计仿真实验的基础,文中首先对船舶航向控制系统及其干扰的数学模型进行了研究,为后续进行工程船舶操纵运动控制系统的仿真提供必要的基础。本文将模糊控制引入工程船的控制中,简化了了复杂的数学建模过程,并且将遗传算法引入到模糊控制器中,使模糊控制器在没有先验知识的情况下,自动生成控制规则,并不断的优化控制规则。将模糊控制和遗传算法引入船舶控制,为智能化船舶的实现奠定了基础。在文章的最后用C++和matlab对系统进行了仿真,证明了将遗传算法引入模糊控制器中的优化作用。并分析了在有先验知识和无先验知识的情况下遗传算法搜索速度上的不同,以及种群规模对遗传算法的影响。目前,本文尚缺乏可供借鉴的成熟经验,因此在技术上实现上具有一定的难度,要达到成熟还需要不断的探索与研究。另外,本文中采用的智能控制技术是控制理论发展的高级阶段,基于遗传算法的模糊控制研究已经取得了一些成果,但是仍存在很多问题有待进一步的研究。随着国内自动化技术、计算机技术的飞速发展,先进性、可靠性也在不断的提高,相信我们能够凭借自己的力量开发出符合我国国情的智能化工程船舶。

关键词：船舶数学模型模糊控制遗传算法优化控制规则

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不同横流条件下航道宽度确定的数值模拟研究

不同横流条件下航道宽度确定的数值模拟研究

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作者：张莹重庆交通大学

学位级别：硕士

为贯彻交通强国建设的战略部署,我国内河航道建设也进入了发展的新阶段。2020年交通运输部门印发了《内河航运发展纲要》,提出了推动内河航运高质量发展的要求,要完善与干支连接江海联通的现代水运航道系统建设。但我国天然河道中存在... 详细信息

为贯彻交通强国建设的战略部署,我国内河航道建设也进入了发展的新阶段。2020年交通运输部门印发了《内河航运发展纲要》,提出了推动内河航运高质量发展的要求,要完善与干支连接江海联通的现代水运航道系统建设。但我国天然河道中存在很多干、支流交汇河道,交汇河道处通常存在落差大,航道狭窄、弯曲,水流湍急的特点。由于支流入汇后干流内横流是影响通航水流条件最重要的问题。因此,本文基于平面二维水流数学模型、船舶操作运动数学模型,探讨不同航道等级、不同横流入汇对干流航道尺度的影响规律,以期提出支流突发洪水形成较大汇入横流条件下,干流航道所需的航道尺度大小及范围,重点研究需增加的航道宽度,可为支流口航道设计提供基础和借鉴。主要研究内容如下:(1)在平面二维水流数学模型基本方程和相应控制方程分析基础上,利用Fortran语言编程实现了水深平均的平面二维水流数值模拟。依托长江干流长寿扇沱河段,对水位、流速、浮标流向等水动力参数进行了验证,表明该二维水流数学模型及数值计算方法是合理的,能够提供较为可靠的流场数据。(2)基于MMG船舶操纵运动模型,利用龙格-库塔法求解了船舶运动方程。采用Fortran语言编程,从底层自主开发了船舶操纵运动数学模型。采用内河代表船型基本参数,对船舶操纵性能进行了检验,对本船舶操纵运动数学模型的合理性进行了分析。(3)对不同横流作用下的船舶操纵运动进行数值模拟,得出内河Ⅰ～Ⅴ级航道代表船舶在不同均匀横流区域中的航行姿态和舵角、漂角、对岸航速、对水航速等航行参数。结果表明,船舶航行参数与不仅与横流的大小有关,还受对岸航速、航道尺度、船型、横流区域的长度等因素影响。据此,提出了不同横流作用下船舶横漂速度和超标横流安全范围的半理论半经验表达,给出了超标横流情况下航道通航净宽增加值的确定图系和方法。(4)以西部陆海新通道平陆运河工程为背景,选取典型重要支流汇入口(广平河、沙埠江)作为典型河段,基于建立的平面二维水流数学模型对典型河段通航水流条件进行模拟,然后对超标横流情况下船舶操作运动进行了数值模拟仿真。结果表明:在传统航道尺度设计情况下,沙埠江支流口超标横流范围较小,可以通过调整舵角实现安全航行。而广平河支流口航道内超标横流范围较大,船舶受横流影响横向偏移较为严重,难以保障船舶安全通行。在按照本文成果进行支流口航道加宽布置后,通过船舶操纵运动数学模型进行模拟研究,结果表明船舶可安全通行。说明本文提出的不同横流条件下航道的加宽成果和确定方法是基本合理的。

关键词：横流航道条件航道宽度水流数学模型船舶数学模型

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