检索结果-内蒙古大学图书馆

武汉大学学报(信息科学版) 2025年第4期50卷 782-791页

作者：兰加芬郑茂初秀民柳晨光吴勇武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心湖北武汉430063 武汉理工大学智能交通系统研究中心湖北武汉430063

为精确测量船舶进入升船机船厢的位置、航速、偏航角等关键位姿参数,提出了自适应体素栅格长度计算方法、基于特征点的船舶位置感知方法以及自适应姿态感知方法。以长江三峡5号为例分析了关键参数的影响,并通过蓝箭208号与华嘉8号验证... 详细信息

为精确测量船舶进入升船机船厢的位置、航速、偏航角等关键位姿参数,提出了自适应体素栅格长度计算方法、基于特征点的船舶位置感知方法以及自适应姿态感知方法。以长江三峡5号为例分析了关键参数的影响,并通过蓝箭208号与华嘉8号验证了感知精度。与测速轮测量结果对比表明,船舶纵向位置平均偏差0.810 m,航速平均偏差0.030m/s,偏航角平均偏差0.27°。所提出的位姿感知方法具有良好的精度,可为船舶进出船厢航行辅助决策系统的开发提供技术支撑。

关键词：三峡升船机激光雷达点云滤波位置感知姿态感知

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基于DEM的低速海船艉轴承磨损数值研究

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华中科技大学学报(自然科学版) 2025年第4期53卷 85-90页

作者：何晨周贱根杨琨吕春昊水路交通控制全国重点实验室武汉理工大学交通与物流工程学院国家水运安全工程技术研究中心

针对重载海船艉轴承在低转速条件下容易发生摩擦和磨损损伤的问题，提出基于离散单元法和改进的Hertz-Mindlin黏结接触模型，对海船艉轴承初期磨损、磨合磨损和稳定磨损阶段中摩擦副的状态进行数值研究．通过分析摩擦副黏结面的法向和... 详细信息

针对重载海船艉轴承在低转速条件下容易发生摩擦和磨损损伤的问题，提出基于离散单元法和改进的Hertz-Mindlin黏结接触模型，对海船艉轴承初期磨损、磨合磨损和稳定磨损阶段中摩擦副的状态进行数值研究．通过分析摩擦副黏结面的法向和切向应力变化，结合艉轴转速导致油润滑多相流场的油膜厚度和油膜压力分布不均匀的现象，获取低速重载艉轴承底部磨损量、磨损面积和摩擦面劣化度的特征数据．结果表明：艉轴承底部区域首先产生磨损现象，随后磨损面积逐渐扩张到压力集中区，艉轴承摩擦副金属间的磨损量逐渐增加，磨损率呈现出先增加后减小至稳定值的趋势，磨损率变化符合理论磨损过程曲线变化规律．

关键词：多相流艉轴承油润滑机械磨损离散单元法

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仿生轮缘推进器水动力性能分析及优化研究

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中国造船 2025年第1期66卷 157-166页

作者：乔法张琢刘报欧阳武张聪董小伟武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063 武汉理工大学水路交通控制全国重点实验室武汉430063 武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心可靠性工程研究所武汉430063 招商局邮轮制造有限公司南通226199

座头鲸带有凹凸结节的鳍状肢,能改善其回转性能,降低游动阻力。论文受此启发,将凹凸结节应用于轮缘推进器的设计优化,通过改变桨叶特定位置剖面的弦长,将随边设计成具有不同凹凸结构的仿生外形,并利用STAR-CCM+软件考察仿生结构对轮缘... 详细信息

座头鲸带有凹凸结节的鳍状肢,能改善其回转性能,降低游动阻力。论文受此启发,将凹凸结节应用于轮缘推进器的设计优化,通过改变桨叶特定位置剖面的弦长,将随边设计成具有不同凹凸结构的仿生外形,并利用STAR-CCM+软件考察仿生结构对轮缘推进器水动力性能的影响。结果表明:外凸型仿生结节的推进效果优于内凹型仿生结节;随边上的仿生结节可提高轮缘推进器的效率,比初始模型最高可提升3.16%;在桨叶根部进行仿生优化的效果好于在叶梢附近。

关键词：轮缘推进器仿生凹凸结节性能优化 CFD

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基于Lyapunov模型参考自适应的船舶航向控制方法研究

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中国造船 2025年第1期66卷 100-112页

作者：李诗杰李聪刘佳仑胡欣珏徐诚祺徐晓武汉理工大学水路交通控制全国重点实验室武汉430063 武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063 湖北东湖实验室武汉420202 武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉430063 国家水运安全工程技术研究中心武汉430063 中国船级社实业有限公司北京100006

针对欠驱动拖轮的航向控制设计了一种有效和稳定的自适应控制系统。将饱和微分跟踪器引入模型参考自适应控制(MRAC),提出了基于Lyapunov-MRAC的航向控制方法,推导状态空间方程,设计控制律和自适应律,引入前馈控制器和状态反馈控制器调... 详细信息

针对欠驱动拖轮的航向控制设计了一种有效和稳定的自适应控制系统。将饱和微分跟踪器引入模型参考自适应控制(MRAC),提出了基于Lyapunov-MRAC的航向控制方法,推导状态空间方程,设计控制律和自适应律,引入前馈控制器和状态反馈控制器调整参数,并构建了Direct-MRAC控制器进行参考和对比。仿真结果表明,基于Lyapunov-MRAC的航向控制更精确,打舵频次较低,系统的超调量较小,而且对船舶的动态变化和外部扰动具有较好的适应能力。研究成果可为欠驱动拖轮的船舶控制及协同作业提供参考。

关键词：智能船舶模型参考自适应控制 Lyapunov稳定性航向控制

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基于响应面法-遗传算法的船舶推进轴系多目标优化设计

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上海交通大学学报 2025年第4期59卷 466-475,I0001页

作者：张聪疏炳南张江涛金勇武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063 水路交通控制全国重点实验室武汉430063 武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心武汉430063

为降低船舶在航行过程中传动设备的功率损失,提高推进轴系的传递效率,并改善轴系振动性能,基于响应面模型与遗传算法(GA)对某船舶轴系实验台进行了多目标优化设计.采用星点设计(CCD)方法,在优化设计空间中选取合理实验点,拟合构建最小... 详细信息

为降低船舶在航行过程中传动设备的功率损失,提高推进轴系的传递效率,并改善轴系振动性能,基于响应面模型与遗传算法(GA)对某船舶轴系实验台进行了多目标优化设计.采用星点设计(CCD)方法,在优化设计空间中选取合理实验点,拟合构建最小总功耗和振动响应幅值的响应面模型.基于GA,利用MATLAB软件求解响应面模型回归函数的Pareto最优解.对比分析各组优化结果,获得最佳优化设计方案,研究结果表明采用这种联合方法后,轴系功耗损失降低了约7.10%,轴系振动幅值降低了2.30%,能有效提高轴系传递效率和抑制推进轴系振动问题,从而验证了船舶推进轴系多目标优化方法的正确性和可行性.

关键词：推进轴系传递效率响应面法遗传算法

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网络化船舶自主航行系统安全技术研究进展

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中国科学:技术科学 2025年第4期55卷 698-716页

作者：马勇胡睿蝶胡松林赵玉蛟水路交通控制全国重点实验室武汉理工大学武汉430063 武汉理工大学航运学院武汉430063 内河航运技术湖北省重点实验室武汉430063 国家水运安全工程技术研究中心武汉430063 南京邮电大学碳中和先进技术研究院南京210023 济南大学信息科学与工程学院济南250022

网络化船舶自主航行系统是指利用先进的信息技术和自主控制技术,在无人或少人操作情况下实现船舶自主导航和远程监控管理.随着船-船、船-岸之间数字化连接日益增多,网络安全已成为水路交通领域的研究热点.为掌握船舶自主航行系统的最新... 详细信息

网络化船舶自主航行系统是指利用先进的信息技术和自主控制技术,在无人或少人操作情况下实现船舶自主导航和远程监控管理.随着船-船、船-岸之间数字化连接日益增多,网络安全已成为水路交通领域的研究热点.为掌握船舶自主航行系统的最新发展动态和技术趋势,本文综述了其网络安全技术研究进展,并介绍了船舶自主航行系统面临的5种主要网络安全威胁:信息阻塞、时延、虚假数据、信息盗窃、权限提升.进而,本文梳理并讨论了包括网络攻击数学建模技术、网络安全态势感知技术、威胁建模与风险评估技术、网络攻击检测技术和弹性安全防御技术的网络安全对策.最后,本文分析了船舶自主航行系统在网络安全方面面临的机遇和挑战.

关键词：网络化船舶自主航行系统网络攻击攻击方式安全技术

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基于MPC-IMFAC的船舶路径跟随控制方法研究

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中国舰船研究 2025年第1期20卷 317-325页

作者：李诗杰刘泰序刘佳仑徐诚祺何家伟水路交通控制全国重点实验室(武汉理工大学) 湖北武汉430063 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 国家水运安全工程技术研究中心湖北武汉430063

[目的]旨在解决环境干扰和模型不确定性下的路径跟随控制问题,特别是外部风浪环境对船舶路径跟随控制的影响。[方法]在模型预测控制(MPC)控制器的基础上,引入改进无模型自适应控制(IMFAC)作为路径跟随控制补偿器,修正船舶状态与预测状... 详细信息

[目的]旨在解决环境干扰和模型不确定性下的路径跟随控制问题,特别是外部风浪环境对船舶路径跟随控制的影响。[方法]在模型预测控制(MPC)控制器的基础上,引入改进无模型自适应控制(IMFAC)作为路径跟随控制补偿器,修正船舶状态与预测状态之间的误差,以解决在突发横风和外部存在风浪等环境干扰下的模型精度不足问题,从而提高路径跟随控制精度。并以缩比KVLCC2船模为对象进行船舶路径跟随控制仿真实验。[结果]仿真结果表明,与传统MPC控制相比,MPC-IMFAC方法使船舶在突发干扰下最大绝对航向误差降低25.4%。在时变环境干扰下绝对航向平均误差减少2.6%。[结论]研究表明,该控制方法在确保路径跟随控制精度的基础上,具备较好的抗干扰能力。

关键词：路径跟随控制模型预测控制无模型自适应控制操纵性运动控制自适应控制系统

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基于L1-GPR的船舶航向航迹控制方法研究

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中国舰船研究 2025年第1期20卷 278-288页

作者：李诗杰何家伟刘佳仑刘泰序徐诚祺水路交通控制全国重点实验室(武汉理工大学) 湖北武汉430063 武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 湖北东湖实验室湖北武汉420202 国家水运安全工程技术研究中心湖北武汉430063

[目的]智能船舶在航行过程中由于环境干扰的影响,模型参数的不确定性影响会导致船舶运动控制精度不高,为提高船舶控制算法对干扰的自适应能力,提出一种控制方法。[方法]基于L1自适应控制算法和高斯过程回归(GPR),提出一种欠驱动船舶的... 详细信息

[目的]智能船舶在航行过程中由于环境干扰的影响,模型参数的不确定性影响会导致船舶运动控制精度不高,为提高船舶控制算法对干扰的自适应能力,提出一种控制方法。[方法]基于L1自适应控制算法和高斯过程回归(GPR),提出一种欠驱动船舶的航向航迹控制方法,并利用Lyapunov控制函数推导控制律,以证明闭环控制系统一致全局渐近稳定。利用GPR对船舶航行过程中的突发干扰和环境干扰进行建模,并通过与自适应律结合的方式达到快速消除干扰影响的效果。[结果]考虑突发干扰和时变扰动的航向与航迹控制仿真实验结果表明,L1-GPR控制相比传统的L1自适应控制其平均绝对航向误差可减少约9.88%和23.2%,最大绝对航向误差可减少约8.49%和12.1%,能够有效减少环境干扰影响,快速达到稳定状态。[结论]所提航向航迹控制方法能够有效抵抗航行过程中的各种干扰。

关键词：船舶运动控制模型参考自适应控制高斯过程回归航向控制航迹控制

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缠绕型水润滑轴承基材的摩擦学性能

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塑料工业 2025年第3期53卷 110-117页

作者：余一聪郭智威黄齐韧武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 武汉理工大学水路交通控制全国重点实验室湖北武汉430063 国家水运安全工程技术研究中心可靠性工程研究所湖北武汉430063

在低速重载条件下,水润滑轴承通常会出现严重的摩擦磨损。为增强水润滑轴承在恶劣工况下的摩擦学性能,本研究对聚氨酯、环氧树脂和氰酸酯树脂3种用于缠绕型轴承制备基材进行了综合分析,考察了它们在湿法缠绕工艺中的应用潜力。在进行一... 详细信息

在低速重载条件下,水润滑轴承通常会出现严重的摩擦磨损。为增强水润滑轴承在恶劣工况下的摩擦学性能,本研究对聚氨酯、环氧树脂和氰酸酯树脂3种用于缠绕型轴承制备基材进行了综合分析,考察了它们在湿法缠绕工艺中的应用潜力。在进行一系列力学性能以及摩擦学性能测试后,结果表明聚氨酯材料在力学性能方面表现出色,其压缩强度显著高于环氧树脂和氰酸酯树脂。在摩擦学性能测试中,聚氨酯的摩擦系数在所有测试条件下均最小且最稳定,在0.5 MPa和250 r/min条件下,聚氨酯的磨损量分别是同工况下环氧树脂和氰酸酯树脂磨损量的81.8%和37.5%。SEM进一步证实,聚氨酯材料在0.7 MPa载荷下仅有轻微的磨粒磨损,表面形貌最为平整,表现出最佳的耐磨性。本研究为聚氨酯材料在水润滑轴承中的应用提供了数据支撑,并为纤维缠绕型水润滑轴承材料的选型提供了参考。

关键词：水润滑轴承纤维湿法缠绕摩擦学性能聚氨酯环氧树脂氰酸酯树脂

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船舶远程驾控卫星-岸基集成网络技术研究现状及展望

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中国舰船研究 2025年第1期20卷 15-24页

作者：胡欣珏李麒刘佳仑周云龙林楠李诗杰水路交通控制全国重点实验室(武汉理工大学) 湖北武汉430063 湖北东湖实验室湖北武汉420202 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 武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063

旨在优化现有远程驾控船舶的通信架构,以应对不同环境(如港口、深海和极地区域)下的网络连通性挑战,解决覆盖范围、网络带宽及通信延迟需求无法完全满足的问题。首先,系统梳理岸基通信网络技术和卫星通信网络技术的适用性和技术特点,深... 详细信息

旨在优化现有远程驾控船舶的通信架构,以应对不同环境(如港口、深海和极地区域)下的网络连通性挑战,解决覆盖范围、网络带宽及通信延迟需求无法完全满足的问题。首先,系统梳理岸基通信网络技术和卫星通信网络技术的适用性和技术特点,深入分析远程驾控船舶在不同水域环境下的无线通信需求。基于此,提出一种基于融合多种无线系统的卫星-岸基集成网络架构的设计思路,将卫星与岸基网络深度融合,以期构建智能化、稳定的船舶通信系统。通过揭示具备经济性与服务质量优势的卫星-岸基集成网络架构在复杂通航环境船舶远程驾控场景中的应用潜力,以及梳理相关关键技术及现存瓶颈问题,期望所提出的集成通信网络架构可为远程驾控船舶在多样化通航网络条件下的通信优化提供理论参考。

关键词：船舶通信网络卫星-岸基集成网络远程驾控通信通信和数据链网络接入管理通信优化

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