检索结果-内蒙古大学图书馆

中国舰船研究 2025年第2期20卷 47-55页

作者：宋雪玮廖志强贾宝柱广东海洋大学船舶与海运学院广东湛江524088 广东省船舶智能与安全工程技术研究中心广东湛江524088 省市共建南海海洋牧场智能装备广东省重点实验室广东湛江524088

[目的]船用消防泵电机的轴承工作环境较复杂,其故障诊断的准确度较低,为此提出一种基于自适应稳态子空间分析(SSA)与改进Teager能量算子(TEO)的船用消防泵电机轴承故障特征增强与诊断方法。[方法]首先,对传统SSA方法进行优化,采用虚假... 详细信息

[目的]船用消防泵电机的轴承工作环境较复杂,其故障诊断的准确度较低,为此提出一种基于自适应稳态子空间分析(SSA)与改进Teager能量算子(TEO)的船用消防泵电机轴承故障特征增强与诊断方法。[方法]首先,对传统SSA方法进行优化,采用虚假最近邻点确定Hankel矩阵维数,并基于峭度指标提取振动信号中经SSA分解后的包含最佳故障特征的非稳态信号;然后,通过改进TEO算法,有效提升故障特征在振动信号中的占比,从而增强故障特征并实现准确诊断;最后,通过仿真实验和工程实验进行有效性验证。[结果]对比结果表明,该方法可准确地判断轴承的故障特征频率及其倍频,从而有效诊断轴承故障。[结论]研究成果可为船用泵组电机轴承的故障诊断提供参考。

关键词：船用消防泵电机轴承故障故障分析故障诊断自适应稳态子空间分析改进Teager能量算子

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基于BM-MTF的船舶水泵轴承故障特征增强与诊断研究

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中国舰船研究 2025年第2期20卷 56-67页

作者：廖志强黄振德宋雪玮梁观龙贾宝柱广东海洋大学船舶与海运学院广东湛江524088 广东省船舶智能与安全工程技术研究中心广东湛江524088 省市共建南海海洋牧场智能装备广东省重点实验室广东湛江524088

[目的]针对船舶水泵轴承故障时的振动信号故障特征易被噪声淹没,导致诊断准确率较低的问题,提出一种基于巴特沃斯均值滤波器和马尔可夫转移场(BM-MTF)与ResNet-18网络相结合的轴承故障特征增强与诊断方法。[方法]首先,引入BM滤波器,以... 详细信息

[目的]针对船舶水泵轴承故障时的振动信号故障特征易被噪声淹没,导致诊断准确率较低的问题,提出一种基于巴特沃斯均值滤波器和马尔可夫转移场(BM-MTF)与ResNet-18网络相结合的轴承故障特征增强与诊断方法。[方法]首先,引入BM滤波器,以强化信号的故障冲击波形,从而抑制噪声干扰、增强故障特征;然后,通过MTF绘制二维图像,以有效可视化并增强信号特征,再将经BM信号滤波后的MTF图像输入ResNet-18网络进行诊断识别;最后,采用西储大学轴承故障公开数据集、实验室轴承故障数据集和船舶水泵轴承故障数据集进行对比验证。[结果]实验对比结果表明,所提BM-MTF方法可以有效提取轴承故障特征,其对3种轴承故障数据集的诊断准确度均达到100%,显著提升了轴承故障准确度。[结论]研究成果可为船舶水泵轴承故障诊断提供参考。

关键词：船舶水泵轴承故障分析特征提取故障特征增强马尔可夫转移场 ResNet-18网络

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海流干扰下欠驱动AUV的自适应反步控制

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舰船科学技术 2025年第5期47卷 138-145页

作者：陈庆东袁剑平柴卓辉广东海洋大学船舶与海运学院广东湛江524000 广东省南海海洋牧场智能装备重点实验室广东湛江524000 哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001 广东省船舶智能与安全工程技术研究中心广东湛江524000

在复杂海流干扰情况下,针对欠驱动自主水下机器人(AUV)运动控制的鲁棒性问题,本文提出了一种新的自适应反步控制策略(IABC)。该策略的核心在于构建一个高效的海流干扰估计模块,该模块能够实时在线辨识海流动态,为控制器提供即时的补偿... 详细信息

在复杂海流干扰情况下,针对欠驱动自主水下机器人(AUV)运动控制的鲁棒性问题,本文提出了一种新的自适应反步控制策略(IABC)。该策略的核心在于构建一个高效的海流干扰估计模块,该模块能够实时在线辨识海流动态,为控制器提供即时的补偿信号。鉴于传统反步控制方法(BC)在处理复杂系统时易出现的“微分爆炸”难题,设计一阶滤波器生成控制指令所需的虚拟导数,保证控制系统的稳定性和平滑性。仿真结果表明,在航向和深度控制上,IABC方法均展现出了更高的控制精度与更强的抗干扰能力。在时变海流场景下,IABC航向误差降低了32.9%,深度误差降低了36.2%。在随机海流场景下,IABC航向误差降低了3.5%,深度误差降低了5%。

关键词：海流干扰欠驱动AUV 反步法估计器自适应控制

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基于加权峭度自适应滤波和对称差分能量谱的船舶推进轴系轴承故障诊断

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广东海洋大学学报 2022年第6期42卷 130-136页

作者：廖志强宋雪玮贾宝柱尹建川孔德峰广东海洋大学船舶与海运学院/广东省船舶智能与安全工程技术研究中心广东湛江524088

【目的】滤除振动信号中的背景噪声、增强故障冲击特征,实现船舶推进轴系轴承故障诊断。【方法】提出一种基于加权峭度自适应滤波和对称差分能量谱的信号处理方法:设计加权峭度自适应高通滤波算法,以加权峭度指标作为迭代优选条件,解决... 详细信息

【目的】滤除振动信号中的背景噪声、增强故障冲击特征,实现船舶推进轴系轴承故障诊断。【方法】提出一种基于加权峭度自适应滤波和对称差分能量谱的信号处理方法:设计加权峭度自适应高通滤波算法,以加权峭度指标作为迭代优选条件,解决传统最佳截止频带选取只能依靠先验知识的缺点;在传统Teager能量算子的基础上引入希尔伯特变换和对称差分求导方式,解调滤波后信号从而得到能量谱。【结果】在仿真实验和工程实验中,振动信号中的背景噪声被滤除,故障冲击更加突出,能正确识别轴承外圈故障、内圈故障及滚动体故障。【结论】加权峭度自适应滤波具有算法复杂度低、运行时间短的优点;对称差分能量谱能够有效提升故障冲击信号的能量占比。本方法能够准确诊断船舶推进轴系轴承故障。

关键词：船舶推进轴系轴承故障诊断故障特征提升自适应滤波对称差分能量谱

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基于聚二甲基硅氧烷增敏的级联双腔温度传感器

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光学学报 2023年第19期43卷 51-58页

作者：杨玉强高佳乐牟小光王骥杨文虎李依潼王楚虹广东海洋大学深圳研究院广东深圳518120 广东海洋大学广东省船舶智能与安全工程技术研究中心广东湛江524088 广东海洋大学机械工程学院广东湛江524088 广东海洋大学智慧海洋传感网及其装备工程技术研究中心广东湛江524088

提出并制备了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)增敏的级联双腔温度传感器,该传感器由PDMS腔和空气腔级联而成,且级联双腔的光程相近,从而干涉谱产生游标效应。此外,空气腔的两端均为PDMS,当温度增加时,空气腔两端的PDMS因膨胀同时挤压空气... 详细信息

提出并制备了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)增敏的级联双腔温度传感器,该传感器由PDMS腔和空气腔级联而成,且级联双腔的光程相近,从而干涉谱产生游标效应。此外,空气腔的两端均为PDMS,当温度增加时,空气腔两端的PDMS因膨胀同时挤压空气腔,大幅提高了空气腔的温度响应。在PDMS膨胀和游标效应的双重作用下,该传感器具有非常高的温度灵敏度。实验结果表明,在40~42℃范围内,传感器的温度灵敏度约为-20.55 nm/℃,相比单个PDMS腔提高了37倍。该传感器具有结构紧凑、灵敏度高、稳定性好等优点,具有很好的应用前景。

关键词：光纤光学与光通信光纤传感器法布里-珀罗干涉仪游标效应聚二甲基硅氧烷

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大型船舶会船区碰撞风险的灰色评判模型

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中国航海 2023年第3期46卷 1-8页

作者：徐东星尹建川孙珽广东海洋大学船舶与海运学院广东湛江524088 广东省船舶智能与安全工程技术研究中心广东湛江524088

为提高大型船舶会船区的航行安全,减少大型船舶在会船区内的碰撞风险,提出一种基于水上交通冲突和枢纽复杂度的灰色变权聚类模型,对大型船舶会船区的碰撞风险进行评价,并对容量不足的会船区进行扩展提供合理化措施。结合会船区交通流和... 详细信息

为提高大型船舶会船区的航行安全,减少大型船舶在会船区内的碰撞风险,提出一种基于水上交通冲突和枢纽复杂度的灰色变权聚类模型,对大型船舶会船区的碰撞风险进行评价,并对容量不足的会船区进行扩展提供合理化措施。结合会船区交通流和水上交通冲突状况,选取交通冲突率和交通冲突点作为会船区碰撞风险的评价指标,并考虑评价指标的意义、量纲和数值上差距较大及会船区附近的锚地环境等因素,综合利用交通枢纽复杂度与初值化算子灰色变权聚类算法,对会船区的碰撞风险进行评价。以湛江港南三岛西航道4号会船区(分为东段、中段和西段3段)为例进行验证,评价结果与实际调查情况基本相符,较好地解决了海上通航环境中数据信息不足和定性分析对碰撞风险评价的影响,为会船区的碰撞风险评价提供新的研究方法,并在此基础上结合湛江港大型船舶会船区的客观情况提出对会船区进行扩展的建议,从而满足湛江港对于大型船舶会遇的实际需求,为航道设计和科学制定水上交通管理措施提供参考依据。

关键词：会船区水上交通冲突交通枢纽复杂度初值化算子灰色变权聚类碰撞风险

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基于双向正规化投影和改进TOPSIS技术的船舶设备可靠性评估模型

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中国航海 2024年第3期47卷 46-54页

作者：贾小平贾宝柱广东海洋大学船舶与海运学院广东湛江524088 广东海洋大学广东省船舶智能与安全工程技术研究中心广东湛江524088 广东海洋大学南海海洋牧场智能装备广东省重点实验室广东湛江524088

为更科学地评估船舶设备及系统可靠性,构建以实数、区间数和直觉模糊数为混合信息载体,以双向正规化投影和改进TOPSIS技术为框架的多属性群决策评估模型。通过调查问卷生成各套船舶设备的决策信息评价矩阵,结合属性权重向量生成加权评... 详细信息

为更科学地评估船舶设备及系统可靠性,构建以实数、区间数和直觉模糊数为混合信息载体,以双向正规化投影和改进TOPSIS技术为框架的多属性群决策评估模型。通过调查问卷生成各套船舶设备的决策信息评价矩阵,结合属性权重向量生成加权评价矩阵,通过双向正规化投影测度评估各设备可靠性到理想解的贴近程度并计算优先系数,将优先系数从大到小进行排序作为可靠性由优到劣的评价依据,并通过静态、动态试验与现有方法进行对比分析。结果表明:该模型具有可行性和优越性,克服了欧氏、汉明等距离测度和传统投影测度的不足与缺陷;解决了近期文献中提出的其他正规化投影方法的隐含缺陷问题并具有更好的动态单调性;具有更大的优先系数取值范围,从而有利于不同设备间可靠性的比较和区分。

关键词：船舶设备可靠性评估双向正规化投影 TOPSIS

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基于快速搜索随机树算法的无人船路径规划研究

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信息记录材料 2024年第5期25卷 44-48页

作者：冼锐庞建华孙一方陈滢张联杨吴维梓广东海洋大学船舶与海运学院广东湛江524088 广东海洋大学深圳研究院智能海洋工程中心广东深圳518055 广东省船舶智能与安全工程技术研究中心广东湛江524088

无人船航行时的安全性、可靠性和稳定性至关重要。有效的路径规划技术可显著提高无人船的避碰能力和缩短航行距离,已成为无人船领域的重点研究内容。本文:首先,分析了传统的快速搜索随机树(rapidly-exploration random tree,RRT)算法的... 详细信息

无人船航行时的安全性、可靠性和稳定性至关重要。有效的路径规划技术可显著提高无人船的避碰能力和缩短航行距离,已成为无人船领域的重点研究内容。本文:首先,分析了传统的快速搜索随机树(rapidly-exploration random tree,RRT)算法的程序原理和算法流程;其次,针对其不足之处引入偏置采样的方案,增加了对目标点的引导以提高其运行效率,在此基础上采用贪心思想进一步优化无人船的路径,继而提出改进的RRT算法和RRT-connect(rapidly-exploring random tree connect)算法;最后,对几种环境复杂程度不同的地图进行仿真模拟实验,验证改进方法的可行性。验证结果表明,改进的RRT-Connect算法可减少环境复杂多变对无人船路径规划的干扰,并能有效提高路径规划效率。

关键词：无人船路径规划快速搜索随机树算法贪心思想

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基于CSSOA的多船智能避碰决策研究

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中国舰船研究 2023年第6期18卷 88-96页

作者：徐言民律建辉刘佳仑李龙浩关宏旭武汉理工大学航运学院湖北武汉430063 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082 内河航运技术湖北省重点实验室湖北武汉430063 武汉理工大学智能交通系统研究中心湖北武汉430063 国家水运安全工程技术研究中心湖北武汉430063

[目的]智能避碰决策作为船舶安全航行的关键技术之一,对智能船舶的发展具有重要意义。针对多船会遇下的智能避碰决策问题,提出一种基于高斯变异和Tent混沌的改进麻雀搜索优化算法(CSSOA)。[方法]算法采用Tent混沌映射初始化麻雀原始种群... 详细信息

[目的]智能避碰决策作为船舶安全航行的关键技术之一,对智能船舶的发展具有重要意义。针对多船会遇下的智能避碰决策问题,提出一种基于高斯变异和Tent混沌的改进麻雀搜索优化算法(CSSOA)。[方法]算法采用Tent混沌映射初始化麻雀原始种群,提高其多样性,并对适应能力差和搜索停滞的麻雀个体进行混沌映射,利用高斯变异提升局部搜索能力和鲁棒性,改进方案优化启发式算法收敛速度慢和易陷入局部最优的问题。综合考虑船舶间船速比、最小会遇距离、相对距离、最小会遇时间、相对方位等因素,利用模糊隶属度函数建立船舶碰撞风险模型,并通过多船典型会遇场景进行实例验证。[结果]实验结果显示,改进算法的平均迭代次数较粒子群算法和原麻雀算法分别减少了77.97%和53.57%。[结论]改进后的麻雀优化算法能以更优的收敛速度寻到安全经济的避碰路径,为船舶驾驶员提供避碰决策参考。

关键词：多船智能避碰决策碰撞危险度模型改进麻雀算法避碰目标函数

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基于虚拟仿真测试平台的船舶智能航行系统设计及应用

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中国航海 2023年第1期46卷 148-154页

作者：韩成浩马吉林刘佳仑李诗杰赵轩武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 武汉理工大学智能交通系统研究中心湖北武汉430063 武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心湖北武汉430063 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082 中国船级社科创试验中心北京100007 中国远洋海运集团有限公司院士工作站上海200127

智能航行是智能船舶的核心功能,其关键技术包括对通航环境及船舶自身状态的感知、对全局航线和局部避碰路径规划的决策以及控制船舶自主航行的运动控制算法等。基于“航行脑”系统的设计思想,面向货运船舶开发了由感知、决策、控制、执... 详细信息

智能航行是智能船舶的核心功能,其关键技术包括对通航环境及船舶自身状态的感知、对全局航线和局部避碰路径规划的决策以及控制船舶自主航行的运动控制算法等。基于“航行脑”系统的设计思想,面向货运船舶开发了由感知、决策、控制、执行、反馈组成的模块化船舶智能航行系统。对船舶智能航行系统的功能需求进行分析,设计了智能航行系统框架;面向苏伊士运河航行场景开发了货运船舶智能航行功能;通过虚拟仿真的方式对智能航行系统功能进行验证,得到了较好的效果。最后对智能航行系统开发与测试过程中出现的问题进行总结,可为货运船舶智能航行系统的开发工作提供参考。

关键词：智能航行智能船舶虚拟仿真船舶运动控制

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