船舶下行过弯船位摆置方法数值计算

随着船舶大型化发展,越来越多的海船进出内河航道,然而我国内河弯曲航道宽度有限,加上受弯曲航道扫弯水的影响,大型船舶在内河弯曲航道航行潜在一定风险。船位摆置决定了航行于航道中的船舶能否顺利过弯,在长期航行实践中,主要采用“挂高取矮”这一经典过弯航法。目前,国内外对船舶过弯时船位摆置的量化研究较少,驾引人员大多只凭借经验,并不能根据实际水流条件,准确判断船舶过弯时应摆置的船位。因此,基于“挂高取矮”航法,建立船舶过弯船位摆置数学模型,通过Matlab分别对过弯船舶横移量和航迹带宽度与偏航角和横流的关系进行数值计算,量化研究船舶船位摆置方法。结合尹公洲弯曲航道,利用船舶操纵模拟器进行仿真模拟,仿真结果与数值计算结果基本一致,表明数值计算结论可信,且具有一定工程应用价值。

船舶操纵水动力导数的灵敏度分析

船舶操纵水动力导数的灵敏度分析通常用于评价水动力导数的变化对船舶操纵运动的影响.从船舶操纵运动数学模型出发,提出了一种水动力导数灵敏度分析的直接方法.以Mariner船为研究对象,通过15°/15°Z形仿真试验,对Abkowitz模型中包含的40个粘性类水动力导数进行了灵敏度分析,并基于分析结果对模型进行了简化.通过比较简化模型及原模型的20°/20°Z形仿真试验结果,验证了所提出的水动力导数灵敏度分析方法的有效性.

潜器操纵性水动力系数的数值预报方法

论文提出了一种在三维操纵性数值水池中模拟测试潜器水动力系数的计算方法,以解决操纵运动数值计算中的精度和效率问题。研究采用与试验中潜器运动规律相匹配的移动网格技术,针对潜器斜航拖曳、纯升沉、纯俯仰和自由横摇运动等典型操纵性试验完成了数值计算,计算结果与模型试验吻合较好,研究表明,本文提出的方法适用于潜器操纵性设计预报,具有较强的工程实用性。

基于神经网络自适应PID控制的船舶操纵研究

本文针对船舶操纵这种非线性、时变参数控制对象，提出了一种采用神经网络自适应PID控制方案。该控制结构有两个子神经网络组成，一个三层BP神经网络用于对被控对象进行在线辨识，另一个两层线性网络构成具有PID结构的控制器。文中给出了神经网络的在线训练学习方法，并进行了船舶操纵控制仿真研究。

基于支持向量机的船舶操纵运动黑箱建模

根据船舶自航模15°/5°Z形试验结果,应用最小二乘支持向量机对船舶操纵运动进行了黑箱建模,针对支持向量机参数选择的不确定性,使用网格搜索法进行了参数寻优;应用所建立的支持向量机回归模型对该自航模的10°/1°,25°/5°Z形试验及35°回转试验进行了操纵运动预报.预报结果同试验结果相比吻合良好,证明了支持向量机应用于船舶操纵运动黑箱建模的有效性,以及网格搜索法在支持向量机参数寻优中的可行性.

保障潜艇生命力的安全操纵技术研究

从潜艇操纵安全的角度出发,论述了保障潜艇生命力的措施,提出了潜艇航行深度安全区的概念,并明确了安全深度的确定原则及方法;论述了潜艇舵卡及舱室进水事故的危害及其挽回操纵策略;描述了潜艇操纵安全界限图的组成、绘制及使用方法。

基于水动力系数敏感性指数的水下航行器运动方程简化研究

针对水下航行器操纵运动方程,引入水动力系数敏感性指数的概念.选取了2种典型运动形式进行仿真计算,对某水下航行器水动力敏感性指数进行了合理分级,并以此为根据对水下航行器操纵运动方程进行了简化.对比结果表明,采用仿真计算的方法研究水动力系数与水下航行器操纵性的关系及运用敏感性指数评估水动力系数对操纵性的影响不失为一条可行的途径.

基于LS-SVM的船舶操纵运动在线建模

基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)和积分型辨识样本结构开展了船舶操纵运动的在线建模。以整体型Abkow⁃itz模型为辨识对象,大阪号油轮作为具体研究对象。在操纵运动仿真时,采用40个粘性类水动力导数的Abkowitz模型,但是在参数辨识时,采用了仅具有20个粘性类水动力导数的简化模型。为了对建模方法的有效性进行检验,将辨识得到的水动力导数与其原始值进行了比较,同时也针对辨识模型和原始模型的操纵运动仿真进行了比较。辨识结果表明,使用简化模型进行船舶操纵运动的在线建模是合适的,具有较好的预报效果和较高的精度。

水下航行器操纵水动力导数的灵敏度分析

基于直接方法对水下航行器NPS II操纵运动数学模型中所包含的水动力导数进行了灵敏度分析。根据计算得到的水动力导数的总体灵敏度度值和定义的取舍函数,对数学模型进行了简化。然后分别基于简化模型和原始模型进行了操纵运动仿真,仿真结果的对比表明简化结果是有效的,也表明使用直接方法进行水下航行器操纵水动力导数的灵敏度分析是可行的。

基于支持向量机的四自由度船舶操纵运动盲预报(英文)

基于整体型数学模型,提出了一种应用支持向量机的包括横摇运动的四自由度船舶操纵运动盲预报方法。该方法仅仅依靠船舶运动状态参数就能实现盲预报。对某集装箱船进行了10°/10°、20°/20°Z形试验和35°舵角回转试验仿真;1%的20°/20°Z形试验仿真数据被用于训练支持向量,训练好的支持向量机被用来预报整个20°/20°Z形试验以及10°/10°Z形试验和35°舵角回转试验。通过将预报结果与仿真数据进行对比,验证了所提出预报方法的有效性,并证明了其良好的泛化能力。

基于支持向量机的水下机器人操纵运动参数辨识(英文)

根据平面运动机构试验所得到的水动力系数确定水下运载器的运动方程,应用最小二乘支持向量机对水下运载器的试验数据进行分析,辨识得到了水动力系数,并将辨识得到的参数同平面运动机构试验所确定的参数相比,验证了最小二乘支持向量机进行水下运载器操纵运动参数辨识的有效性。根据所辨识的水动力系数进行了模型验证,证明所辨识得到的水动力参数是可靠的。该方法对水下运载器的操纵和控制的研究有重要意义。

调节权因子的自校正自适应操纵系统

本文在应用自校正自适应原理,设计自适应操舵系统时,充分分析了以广义最小方差为基础的自校正理论,提出了以新型自校正自适应控制律为基础的自适应操舵系统,并且该操舵系统在不改变原硬件实现环节的条件下具有更佳的控制效果。这些都可由计算机仿真及实船海试的结果得到证实。

船用水翼抽吸增效作用的影响因素分析

为揭示船用水翼抽吸增效的水动力性能,采用Fluent软件进行了相关影响因素的分析.数值模拟采用NACA0012对称翼型,湍流模型选用kω-SST.结果表明:安装抽吸口可改善水翼的水动力性能;吸口数目增加,升力系数下降,阻力系数先降低后增加,存在最佳的升阻比;两吸口距离增大,升力系数下降,水动力性能随之下降;吸口位置后移,升力系数增加,阻力系数降低,水动力性能随之提高;吸口宽度增加,升力系数、阻力系数、升阻比均呈波动状态.

船舶操纵性自航模试验不确定度分析

船舶操纵性自航模试验是评估船舶操纵性能的重要技术手段,试验的不确定度是检验模型试验结果的重要标尺,是模型试验数据分析的一部分。国际上尚未形成完整的操纵性自航模试验不确定分析方法。论文以ITTC推荐的操纵性自航模试验不确定度分析导则为基础,采用ISO-GUM方法构建操纵性自航模试验不确定度分析方法,并以一艘集装箱船为研究对象,给出了操纵性自航模试验的不确定度水平,包括回转试验和Z形试验。

消滩水力指标确定方法

为寻求可直接计算消滩水力指标确定方法,从船舶有效功率与滩上水流功率对比的角度提出了功率法,并通过理论分析与滩段概化模型的船模上滩试验进行了验算。结果发现船舶自航上滩时其有效功率大于水流功率,并随对岸航速的增加,大于的幅度越大;船舶不能自航上滩时,其有效功率小于水流功率。可见,与其他确定方法相比,功率法可以通过滩段的水力条件和不同船型的性能资料直接计算消滩水力指标,满足航运发展的远期设计需要,可推广应用于急流滩险的航道整治工程设计。

基于损失函数法的船舶操纵水动力导数灵敏度分析

船舶操纵水动力导数的灵敏度分析是简化和重建船舶操纵运动数学模型的主要手段。本文使用平方损失函数方法对船舶操纵水动力导数进行灵敏度分析,并基于灵敏度分析结果对Mariner船的操纵运动数学模型进行简化。通过基于简化模型和原始数学模型的操纵运动仿真对比,验证了基于损失函数法的船舶操纵水动力导数灵敏度分析方法的有效性。

浅水中船舶操纵运动的模拟计算

深水中的船舶操纵运动数学模型早已建立,本文将其应用到浅水中.文中收集了现有的拘束模型试验资料,通过回归分析,得到了估算浅水中水动力导数的公式,并考虑了船体、桨、舵之间干扰的浅水效应.对数学模型求解结果表明,与实验值吻合良好,可以用来预报浅水中的船舶操纵运动.

基于积分型辨识样本机构的水下航行器操纵运动建模(英文)

基于水下航行器的水平面线性水动力模型,分别使用欧拉法和四阶龙哥库塔法进行操纵运动仿真。然后分别使用欧拉型和积分型辨识样本结构进行水动力导数的辨识。通过辨识误差的比较,证明积分型辨识样本机构具有更高的精度和稳定性。通过分析指出,提高参数辨识精度的一个有效途径是减少数据样本同辨识样本结构的局部截断误差。关键词:辨识样本结构;水下航行器;操纵运动;

基于支持向量机的水下航行器操纵运动在线建模

本文对水下航行器的操纵运动在线建模进行研究。使用增量式最小二乘法辨识得到了MARIUS AUV的水动力导数。为了提高辨识精度,使用积分型辨识样本结构进行输入输出样本对的构造。基于约束模试验获取的水动力导数,进行操纵运动仿真,得到纵向速度、横向速度、摇首角速度和舵角等样本参数。通过试验水动力导数和辨识得到的水动力导数对比,表明辨识算法的有效性。该研究对水下航行器操纵运动的在线建模和控制应用具有重要意义。

西林舵——双尾船浅水低速航行的有效操纵装置

双尾船由于尾部片体较大的回转阻尼对回转性会产生不利影响,为提高双尾船的浅水低速回转性,对80t双尾机动驳采用了控制螺旋桨尾流具有侧推效应的西林舵;船模试验表明,采用该舵使浅水低速回转性有相当程度的提高,在70°大舵角时该船模实现原地回转且横倾很小.