基于非线性修饰和零阶保持器的船舶航向保持控制

[目的]为了解决船舶在海上航行时控制器舵角输出大、打舵频率高、控制速度较慢以及控制精度较低的问题,利用三阶闭环增益成形算法设计鲁棒控制器。[方法]首先,利用三阶闭环增益成形算法设计出线性鲁棒控制器,然后,在控制策略中加入双曲正切非线性修饰以及零阶保持器,在不同海况下对该控制器的性能进行仿真实验。[结果]仿真结果表明,相比于基于非线性修饰的传统PID控制器,在一般海况下,所提控制器在延迟时间、控制精度以及能量输出上分别改进了36%,14%和32%;在恶劣海况下,分别改进了27%,7%和16%。此外,不同海况下该控制器的仿真结果都具有稳定的舵角输出,并可以较快地稳定在临界值附近,证明了其具有较好的鲁棒性。[结论]改进的控制器符合工程实践,对于智能船舶的控制具有较好的应用参考价值。

一种基于双重非线性正反馈的节能降碳航向保持控制方法

[目的]为了解决船舶航向保持过程中舵角幅值过大以及舵角变换率过高而导致能耗过大的问题,提出一种基于双重非线性正反馈的节能降碳航向保持控制方法。[方法]采用闭环增益成形算法(CGSA)设计控制器,引入双重非线性反馈算法,通过双极性S函数与反正切函数的结合降低舵角幅值与操舵频率,最后使用正反馈的方法实现整个控制系统的控制。[结果]仿真结果表明,在6级海况和8级海况下,采用所提出的双重非线性反馈控制方法,反映舵机能耗的综合节能评价指标分别改进了31.53%和18.63%。[结论]验证了双重非线性反馈在降低舵机能耗、减少船舶航行过程中碳排放方面具有较好效果,以及正反馈和负反馈的等价控制效果。所提方法为船舶航向保持控制的研究提供了较好的应用参考价值。

一种简单高效的二值图像并行细化算法PABIT

提出一种简单易行的二值图像并行细化算法 PABIT,该算法通过模板匹配的方式 ,层层剥离原始图像的边缘像素 ,使具有像素点宽度为偶数的笔划保留双像素的中心骨架 ,使像素点宽度为奇数的笔划只保留单像素的中心骨架线 ,最终在此准骨架的基础上通过进一步处理得到最后的笔划宽度为 1的细化图案 .由于该算法采用并行处理的模式 ,使得该算法较通常的串行算法效果更好 .经该算法细化后的结果具有保形 ,连通 。

牡丹花护形干制工艺研究

利用干燥剂包埋、液相替代技术及不同化学溶液后处理的方法,研究了牡丹干花制作过程中的护形问题。结果表明:用干燥剂包埋鲜花时干燥速度及干燥剂颗粒的大小是影响护形效果的一个重要因素;食用精盐是比较理想的包埋用干燥剂;不易挥发的有机液剂A是试验中最理想的液相替代法中的最终替代物;采用逐步替代的方法保持替代物与被替代物的交换平衡是液相替代成功的关键;用“甘油吸入法”处理干花时选取合适的浓度和液温是达到理想软化效果的关键。

船舶航向保持的鲁棒神经网络控制

设计一个N5-5-5-5-5-5-1前向神经网络,经训练得到一个开环的船舶航向保持控制器,使其能够较好地保持典型输入信号作用下的船舶航向;然后应用闭环增益成形算法,形成闭环控制系统。这种基于神经网络的航向保持方案,将神经网络的适应能力、非线性函数映射能力和闭环增益成形算法的鲁棒性结合起来,改善了系统的鲁棒性能。这种方法设计过程简单,物理意义明显。

基于闭环增益成形算法的船舶航迹保持控制

为进一步提高船舶自动化水平,完善船舶综合型航迹保持控制器设计方法,以船舶线性化小扰动运动方程为基础,通过构建计划航线坐标系、惯性坐标系和附体坐标系,建立适用于船舶综合型航迹保持控制器设计的传递函数型设计模型。根据闭环增益成形算法在非方阵系统中的应用,提出一种简捷鲁棒综合航迹控制器,进一步利用非线性反馈技术提高该算法在航迹保持控制中的控制性能。基于"育鲲"轮进行仿真研究,结果验证了该方法的简捷有效性。

船舶自动舵研究综述

介绍了国内外对船舶自动舵航向保持控制、航迹保持控制及其他功能方面的研究成果,将船舶自动舵研究与IMO的"益航海"战略实施计划结合起来,提出了船舶自动舵研究的算法先进化、功能综合化、实现网络化、使用简单化和装备国产化的发展趋势。

一种基于精确反馈线性化的非线性鲁棒控制器

基于精确反馈线性化原理将非线性数学模型线性化,然后用闭环增益成形算法设计出鲁棒精确反馈线性化控制器,并将之用于船舶自动舵的航向保持方案中,用Matlab的Simulink进行了名义模型、摄动模型和不同海况干扰等多方面的仿真研究,最后将结果与基于LQR的精确反馈线性化控制器的仿真结果进行比较,得出本研究具有设计简单、物理意义明确和控制器鲁棒性较强的优点.

低糖糖姜赋型与保质技术的研究

为解决低糖糖姜加工中外观变形、保质期短的技术问题,实验筛选了低糖糖姜的多糖类复合赋型剂,研究了赋型对产品细胞结构的影响,并采用正交实验优化了降低产品水分活度的配方。结果表明:在低糖糖姜加工的糖液中添加0.2%复合多糖FG-2赋型,产品的外观饱满度达到95.6%,其细胞显微结构能很好地解释赋型的机理和效果;添加0.60%的氯化钠、0.90%的甘油和0.20%的柠檬酸钠,能使产品的水分活度从0.733降低到0.676,实现产品无防腐剂的长期保藏。

船舶进出港低速航向保持

为了在船舶进出港时,船舶处于浅水域并以低速航行,在风、浪等强扰动作用下,增强航向控制性能,减小能源损耗,选择三阶Nomoto模型,将航速和水深变化反映到模型参数的变化上,基于闭环增益成形算法设计出一种具有适应性的鲁棒PID控制器,建立基于风、浪干扰的非线性船舶运动数学模型,并用S函数来实现。用PID控制器对非线性船舶运动数学模型进行控制,在Simulink环境中对各种水深、船速及海况进行航向控制仿真。从仿真曲线可看出其航向跟踪效果良好,静差为0,且施舵合理,所设计的控制器对非线性船舶运动数学模型具有良好的控制性能。

提高碳酸盐岩破碎地层取心收获率技术

在碳酸盐岩储层古潜山风化岩溶型储层,发育多重岩溶缝洞系统、非均质性较强,采用常规取心技术难获得理想的岩心收获率。文中总结分析破碎碳酸盐岩取心技术难题并结合碳酸盐岩地层取心经验,形成了一套适应性强的破碎碳酸盐岩地层取心技术,并在一些破碎碳酸盐岩地层取心推广应用上获得了良好效果。

基于GA和H_∞混合优化的船舶航向控制器设计新方法

提出一种ＧＡ和Ｈ∞混合优化的般舶航向控制器设计新方法。该方法采用Ｈ∞环路成形技术设计船舶航向控制器，成形权函数采用遗传算法进行优化，从而避免了凭经验试凑权函数的盲目性，使控制器的设计系统化，且简单易行。

大惯性船舶航向保持的改进简捷鲁棒控制

为了改善具有大惯性的船舶航向保持效果,在简捷鲁棒控制的比例部分加上一个正数,通过对系统的稳态和动态性能的理论分析,该方法在不改变系统的稳态性能的基础上改善了系统的动态性能。针对"育龙"轮进行了系统仿真,系统的调节时间由原来的700 s下降为100 s,结果验证了本方法的有效性。

两种非线性鲁棒PID控制器

针对非线性船舶航向保持系统,给出一种基于精确反馈线性化和闭环增益成形算法的非线性鲁棒PID控制器,该非线性PID控制器由非线性函数项和鲁棒PID控制器组成。另外,还给出一种完全基于闭环增益成形算法的非线性鲁棒PID控制器,其包含了具有定时功能的开关元件,两种非线性PID控制器在提高系统鲁棒性能的基础上,简化了控制器设计,从仿真结果可以看出,航向保持效果良好。

航海模拟器中适应式鲁棒航迹保持算法

为了更方便地使用航海模拟器进行培训,减少大船、小船自动操纵中的算法切换或参数调整。采用将船舶操纵性指数计算代入控制器设计中的方法,基于闭环增益成形算法,给出一种通用的适应式鲁棒航迹保持算法。通过对11条船的测试,控制效果令人满意。该算法实施过程简单、物理意义明显且具有一定的鲁棒性。

基于闭环增益成形的船舶舵机间隙非线性抑制算法

为了克服舵机间隙非线性对船舶航向保持控制的不利影响,提出一种基于一阶与二阶闭环增益成形的混合控制算法,充分发挥了二阶闭环增益成形算法的良好动态控制性能以及一阶闭环增益成形算法能够消除静差的优势;并以"育龙"轮的非线性响应模型为控制对象进行了仿真实验。仿真实验结果显示:在恶劣海况下,混合控制算法能够消除舵机间隙非线性带来的不良影响,在降低航向超调量的同时具有良好的鲁棒性能。

基于鲁棒模糊控制的船舶转向及航向保持

为更好的满足船舶转向和航向保持对自动舵系统的不同要求,首先基于一阶闭环增益成形算法对船舶转向过程分三段进行控制器设计,在自适应模糊推理系统(ANFIS)离线模型辨识正确的前提下得到每个控制器的模糊隶属度函数,然后对三个控制器的输出进行T-S模糊综合。以实习船"育龙"轮的非线性响应模型为控制对象,考虑不同的干扰和模型摄动情况后进行了仿真试验。仿真结果显示该控制器具有超调小、响应快的动静态特性,并在干扰和模型摄动下表现出较好的鲁棒稳定性和鲁棒性。

基于指数函数非线性反馈的船舶航向保持控制

为研究船舶航向保持控制问题,以"育鹏"轮为研究对象,建立其非线性Nomoto船舶模型,设计基于闭环增益成形算法的指数函数非线性反馈控制器,并以"育鹏"轮的非线性模型为被控制对象,用Matlab的Simulink工具箱进行系统仿真研究。仿真结果表明:建立的非线性Nomoto数学模型精度良好,设计的控制器在进行船舶航向保持控制时效果优异,并且更节能。使用这种方法设计的控制器,可以很好地进行船舶航向保持控制,对今后的船舶运动仿真和控制器的设计具有重要意义。

规划控制策略下的无人船航向简捷鲁棒控制

针对无人船规划控制策略中航向反馈控制模块的设计问题,本文采用闭环增益成形算法对其进行控制器设计研究。利用李雅普诺夫稳定性理论对闭环增益成形算法所设计航向控制器的鲁棒性和稳定性进行分析,证明了控制系统的L 2增益鲁棒性能与控制器参数密切相关,并可以由此定量地求解出控制器参数的取值范围。在仿真实验中采用本文所提出的控制器设计策略在多向不规则波条件下对大型船舶“育鲲”轮进行仿真实验,并将本文所提出的控制策略应用于小型无人船舶的仿真实验中,通过与非线性反馈控制算法的仿真结果进行对比分析,结果表明:本文所提出的航向反馈控制器控制性能提升约4%~12%,且控制器结构简单,具有很好的应用潜力。

中国传统养生体育的理论基础和独特风格

中国传统养生体育的理论基础主要有阴阳学说、整体观学说、天人相应学说和五行学说。中国传统养生的独特风格是:形神俱养,讲究人体生理、心理机能的整体优化;动以养形,要求形体运动要适量;清静养神,注重两大神经系统的协调发展。