检索结果-内蒙古大学图书馆

中国舰船研究 2024年第1期19卷 62-74页

作者：王宁吴伟王元元孙赫男大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026 大连海事大学船舶电气工程学院辽宁大连116026 大连海事局甘井子海事处辽宁大连116000

[目的]针对显著海浪遮挡、相机剧烈晃动引起的无人艇视觉目标跟踪脱靶问题,提出一种基于多特征融合的长时相关鲁棒跟踪算法。[方法]首先,采用多特征融合技术,增强目标特征表达,提高目标模型鲁棒性;其次,利用高维特征降维和响应图子网格... 详细信息

[目的]针对显著海浪遮挡、相机剧烈晃动引起的无人艇视觉目标跟踪脱靶问题,提出一种基于多特征融合的长时相关鲁棒跟踪算法。[方法]首先,采用多特征融合技术,增强目标特征表达,提高目标模型鲁棒性;其次,利用高维特征降维和响应图子网格插值,提高目标跟踪的效率与精度;然后,设计水面目标重识别机制,解决目标完全脱离视野时的稳定跟踪问题;最后,采用多个代表性视频数据集进行验证和比较分析。[结果]实验结果表明,相较于传统的长时相关跟踪算法,平均成功率提升15.7%,平均距离精度指标提升30.3%,F-Score指标提升7.0%。[结论]所提算法能够处理恶劣海况下的目标脱靶问题,对于提升无人船艇及海洋机器人智能感知能力,具有重要技术支撑意义。

关键词：视觉目标跟踪长时鲁棒跟踪水面目标重识别多特征融合无人艇

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推力受限的ROV预设性能精准跟踪控制

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中国舰船研究 2023年第3期18卷 48-56页

作者：鲁挺王宁王仁慧大连海事大学船舶电气工程学院辽宁大连116026 大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026

[目的]针对有缆水下机器人(ROV)推进器推力/力矩受限的现实情况,研究面向三维轨迹跟踪的预设性能精准控制问题,同时考虑系统不确定性、水下环境干扰等未知因素,提出基于有限时间扩张状态观测器和预设性能变换的精准跟踪控制方案,确保轨... 详细信息

[目的]针对有缆水下机器人(ROV)推进器推力/力矩受限的现实情况,研究面向三维轨迹跟踪的预设性能精准控制问题,同时考虑系统不确定性、水下环境干扰等未知因素,提出基于有限时间扩张状态观测器和预设性能变换的精准跟踪控制方案,确保轨迹跟踪误差快速镇定。[方法]首先,针对推进器饱和约束,设计补偿系统消除输入饱和限制;其次,设计有限时间扩张状态观测器,对外界扰动和未知系统动态进行集总观测和补偿;进而,基于预设性能函数和误差转换函数,将受预设性能限制的跟踪误差转换成非受限的跟踪误差并构造积分滑动模态,采用快速幂次趋近律和边界层减缓执行器抖振;最后,采用Lyapunov理论证明所提出算法的整体稳定性。[结果]仿真结果验证了所设计控制方法的有效性和优越性。[结论]该控制方案可为解决集总扰动下推力受限的ROV轨迹跟踪预设性能精准控制问题提供一种新的解决方案。

关键词：有缆水下机器人三维轨迹跟踪推力受限有限时间扩张状态观测器预设性能

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基于屏障函数的无人水面艇自适应滑模容错轨迹跟踪控制

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控制工程 2023年

作者：袁亮亮阎妍于双和赵颖大连海事大学船舶电气工程学院

针对存在多种干扰的无人水面艇系统，采用一种基于屏障函数的自适应滑模容错控制方法。该方法采用自适应律对包含执行器故障、参数不确定和外部干扰的集总干扰进行处理，根据等效滑模控制方法，同时运用主动容错控制思想为无人艇系统设... 详细信息

针对存在多种干扰的无人水面艇系统，采用一种基于屏障函数的自适应滑模容错控制方法。该方法采用自适应律对包含执行器故障、参数不确定和外部干扰的集总干扰进行处理，根据等效滑模控制方法，同时运用主动容错控制思想为无人艇系统设计滑模控制器，使无人艇在执行器发生故障的情况下依然能够具有较好的跟踪性能。加入屏障函数可以确保滑动变量收敛并稳定在与干扰上界无关的界内，进一步提高控制精度，增加了系统的鲁棒性。最后利用Lyapunov函数稳定性理论对所提控制方案进行稳定性分析，并通过仿真验证所提方案的有效性和优越性。

关键词：无人水面艇执行器故障屏障函数自适应控制轨迹跟踪控制

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欠驱动无人船集群有限时间跟踪控制

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中国舰船研究 2023年第6期18卷 76-87页

作者：焦宇航王宁大连海事大学船舶电气工程学院辽宁大连116026 大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026

[目的]针对具有未建模动态、外部环境干扰及未知集群参考信号的欠驱动无人船(USV)集群跟踪问题,研究USV集群运动决策机制并提出有限时间集群跟踪控制方法。[方法]首先,利用Lyapunov函数和人工势函数,结合集群虚拟参考船位置信息,构造速... 详细信息

[目的]针对具有未建模动态、外部环境干扰及未知集群参考信号的欠驱动无人船(USV)集群跟踪问题,研究USV集群运动决策机制并提出有限时间集群跟踪控制方法。[方法]首先,利用Lyapunov函数和人工势函数,结合集群虚拟参考船位置信息,构造速度导引的集群运动决策策略;然后,设计有限时间集总不确定观测器(FLUO),对速度误差方程中包含的未知信息予以补偿;最后,设计基于FLUO的非奇异终端滑模(NTSM)集群跟踪控制方法(FLUO−NTSM)。[结果]通过理论分析和仿真试验,证明系统在有限时间内稳定。[结论]基于所提集群运动决策策略和FLUO−NTSM跟踪控制方法,USV可保持群集并实现精准路径跟踪。

关键词：无人船集群决策无人船集群控制非奇异终端滑模控制有限时间不确定观测器

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面向港口环境精细感知的无人船多传感器融合SLAM系统

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船舶工程 2024年第7期46卷 81-89页

作者：王宁张雪峰李洁龙张富宇魏一大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026 大连海事大学船舶电气工程学院辽宁大连116026

针对港口环境高精度感知需求,综合考虑影响同时定位与建图(SLAM)精度的港口环境因素,提出基于多传感器融合的激光SLAM环境感知方案。通过分析多种传感器对港口SLAM环境感知的影响,引入惯性测量传感器弥补激光SLAM输出频率低和剧烈运动... 详细信息

针对港口环境高精度感知需求,综合考虑影响同时定位与建图(SLAM)精度的港口环境因素,提出基于多传感器融合的激光SLAM环境感知方案。通过分析多种传感器对港口SLAM环境感知的影响,引入惯性测量传感器弥补激光SLAM输出频率低和剧烈运动位姿估计不准确等缺陷,采用卫星定位系统信息进行高程数据约束,处理船舶运动特性导致的垂荡累计漂移。从应用需求出发,对传感器进行选型和布置优化,搭建基于无人船的港口环境多传感器融合SLAM系统。结果表明,提出的港口环境高精度点云地图获取方案能在典型港口场景下准确实时建图,为水面精细SLAM提供技术支持。

关键词：港口环境感知同时定位与建图多传感器融合激光雷达无人船

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基于多策略改进麻雀搜索算法的无人艇路径规划

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大连海事大学学报 2024年第1期50卷 1-10页

作者：詹小飞赵红王宁李汪洋谢一哲大连海事大学船舶电气工程学院辽宁大连116026 大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026

为获得高性能无人艇(USV)的航行路径,提出一种基于多策略改进的麻雀搜索算法(MISSA)。首先,设计了带转向角惩罚项的适应度函数;其次,利用黄金正弦法与参数自螺旋设定对位置更新策略进行改进,同时,在位置更新过程中加强了麻雀个体间的信... 详细信息

为获得高性能无人艇(USV)的航行路径,提出一种基于多策略改进的麻雀搜索算法(MISSA)。首先,设计了带转向角惩罚项的适应度函数;其次,利用黄金正弦法与参数自螺旋设定对位置更新策略进行改进,同时,在位置更新过程中加强了麻雀个体间的信息交流,以平衡全局探索与局部搜索过程;再次,引入混沌圆映射以提高初始麻雀种群的质量和多样性;最后,设计了局部搜索优化机制以解决原始麻雀算法(SSA)容易陷入局部最优的问题,得到适应度更佳的全局路径。仿真结果表明,相较改进A∗、结合遗传的改进蚁群及原始SSA等三种优秀算法,本文MISSA算法在路径距离、转向角度与次数等关键性能指标上均表现最佳,为无人艇自主安全运行提供了一种有效途径。

关键词：无人艇(USV) 全局路径规划麻雀搜索算法(SSA) 转向角惩罚局部搜索优化机制

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仿生水鸟入水轨迹特性数值模拟研究

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中国造船 2025年

作者：倪永森张雷陈恒轩杜传顺张佳宁大连海事大学船舶与海洋工程学院

受水鸟高速入水捕食启发，重构3种不同特征的入水鸟（分别为普通燕鸥、红脚鲣鸟、大西洋海雀）头部侧面二维模型，基于OpenFoam平台开展了仿生头部垂直入水过程数值模拟；分析不同条件下仿生头部入水速度，加速度和运动轨迹等特性，揭... 详细信息

受水鸟高速入水捕食启发，重构3种不同特征的入水鸟（分别为普通燕鸥、红脚鲣鸟、大西洋海雀）头部侧面二维模型，基于OpenFoam平台开展了仿生头部垂直入水过程数值模拟；分析不同条件下仿生头部入水速度，加速度和运动轨迹等特性，揭示入水初速度对入水鸟水下轨迹偏转的影响。结果表明：受入水鸟头型和入水速度的影响，入水过程中模型两侧受力不对称，导致其发生偏转；速度越大，偏转越明显。在高速情况下，表征量纲一加速度的J*值越小，受到的冲击越小。相关研究可为水面/水下航行器跨域航行设计提供参考。

关键词：仿生数值模拟运动轨迹载荷冲击

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基于动态加权差分主成分分析的故障检测

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科学技术与工程 2023年第36期23卷 15522-15529页

作者：张谦谦王文标郝友维大连海事大学船舶电气工程学院大连116026

针对工业过程中存在的动态特性和多模态特性问题,提出一种动态加权差分主成分分析法(dynamic weighted differential principal component analysis,DWDPCA)。首先通过设置合理的时间窗描述系统的时序特性;其次对时间窗内的样本寻找第... 详细信息

针对工业过程中存在的动态特性和多模态特性问题,提出一种动态加权差分主成分分析法(dynamic weighted differential principal component analysis,DWDPCA)。首先通过设置合理的时间窗描述系统的时序特性;其次对时间窗内的样本寻找第一近邻和第一近邻的近邻集,使用加权差分法对数据进行处理,解决数据中心漂移问题;最后利用处理好的数据建立主成分分析(principal component analysis,PCA)模型进行故障检测。该方法可解决数据动态、中心漂移问题。使用该方法对数值例子和TE(tennessee eastman)过程进行故障检测验证所提出方法的有效性。

关键词：动态多模态主成分分析(PCA) 故障检测

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变马赫数下凹坑结构对高负荷扩压叶栅性能的影响研究

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哈尔滨工程大学学报 2025年第5期46卷 868-875,1031页

作者：陆华伟史远鹏孔晓治王龙辛建池大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026 大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026

为了探究凹坑形状对高负荷压气机叶栅气动性能的影响,本文采用数值模拟方法,研究了球形以及轴向、展向长轴的椭球形凹坑对高负荷扩压叶栅NACA65-K48在设计冲角、0.5<Ma<0.8下气动性能的影响。不同形状的凹坑布置在10%~32%弦长处,... 详细信息

为了探究凹坑形状对高负荷压气机叶栅气动性能的影响,本文采用数值模拟方法,研究了球形以及轴向、展向长轴的椭球形凹坑对高负荷扩压叶栅NACA65-K48在设计冲角、0.5

关键词：高负荷扩压叶栅球形凹坑椭球形凹坑流动损失转捩角区分离气动性能漩涡结构

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动压气体止推箔片轴承结构优化研究

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机械工程学报 2025年第5期61卷 308-322页

作者：王永亮林振霞张阔张明锋刘艳鹏崔颖大连海事大学船舶与海洋工程学院大连116026 大连海事大学轮机工程学院大连116026 中国船舶集团有限公司第七一一研究所上海201108 北京动力机械研究所北京100074

为研究动压气体止推箔片轴承支撑区域楔形面结构参数对轴承承载力性能的影响,获得高承载力的轴承楔形面结构参数,提出了一种动压气体止推箔片轴承的优化方法。首先将轴承支撑区域模型沿半径方向离散,基于雷诺方程,建立一维轴承支撑区域... 详细信息

为研究动压气体止推箔片轴承支撑区域楔形面结构参数对轴承承载力性能的影响,获得高承载力的轴承楔形面结构参数,提出了一种动压气体止推箔片轴承的优化方法。首先将轴承支撑区域模型沿半径方向离散,基于雷诺方程,建立一维轴承支撑区域模型,将优化后的不同半径下的一维模型结构参数组合成为二维模型参数,然后通过仿真分析得到优化后的刚性轴承支撑区域压力分布,利用刚性压力分布来设计支撑刚度,以此来针对平箔片和波纹箔片进行优化。研究结果表明:采用该种方法极大地提高了动压气体止推箔片轴承的承载能力。该优化方法为气体止推箔片轴承的结构设计优化提供了参考。

关键词：箔片轴承止推轴承优化方法支撑刚度承载力

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