汽车运输船的响应型非线性数学模型

为了建立一个复杂程度适宜、精度满足要求的非线性船舶运动数学模型,用非线性状态空间数学模型做船舶回转试验,采用最小二乘法辨识出船舶的非线性参数,最后用得到的响应型非线性船舶运动数学模型做Z形试验,并与实船试验结果比较.研究结果表明,仿真曲线与实船试验曲线符合度较好,与状态空间模型相比,该模型计算比较简单,所得微分方程可保留非线性影响因素,可以满足进行船舶闭环控制系统仿真研究时对模型精度的要求.

响应型船舶运动模型的建模与遗传算法辨识

为了建立更准确的响应型船舶运动模型,在充分考虑横摇对舵响应的非最小相位性、阻尼震荡性和惯性横倾的基础上,提出一种横摇响应型模型,其参数具有物理意义明显和估值简单的特点。在此基础上,以某多功能运输船的非线性运动模型的对舵响应输出为试验数据,应用自适应遗传算法对船舶运动响应模型的各参数进行辨识,得到该船的艏摇与横摇的响应模型。仿真试验结果显示,遗传算法辨识后的船舶响应型模型能以较高的精度逼近试验数据,进而验证了响应型船舶运动模型及其参数辨识的有效性和可靠性。

基于响应模型在线辨识的航向鲁棒优化控制

为进一步解决船舶航向控制中模型不确定性的问题,实现鲁棒航向控制器的参数优化,将基于闭环增益成形算法的二阶鲁棒航向控制器参数分成模型参数和干扰带宽参数两部分。对于模型参数摄动,直接利用遗传算法对响应型船舶运动模型参数进行在线辨识;同时,针对海况变化引起航向保持性能下降的情况,综合考虑航向保持精度和舵机节能优化干扰带宽参数,从而实现控制器参数的双重在线优化。仿真结果表明,与固定参数控制器相比其具有更高的航向保持精度、更小的航向调节时间和超调幅度。该系统对于模型摄动和外界干扰具有较好的自适应能力,具有明显的工程应用价值。

基于船舶回转试验建立横摇响应型数学模型

为了建立船舶横摇响应型数学模型,在"育鲲"轮上进行了船舶回转试验。在试验数据处理分析的基础上,结合理论讨论,提出了横摇响应型数学模型的结构,并给出了"育鲲"轮的横摇响应型数学模型。该模型简单,便于分析。

基于改进灰狼算法的船舶数学模型参数辨识

为了解决船舶操纵性指数计算复杂以及辨识参数泛化性较低问题,本文利用改进灰狼算法对辨识参数进一步优化。基于大型油轮运动数据以及一阶、二阶线性响应型数学模型,利用支持向量回归得到辨识参数的参考值。当参考值泛化性较低或者不准确时,利用改进灰狼算法实现辨识参数的范围内寻优,并将所得的辨识结果与基于遗忘因子的递推最小二乘的辨识结果对比。研究表明:利用改进灰狼算法优化后得到的辨识参数结果精度较高并且具有一定的泛化性。改进灰狼算法具有较强的搜索能力,同时可以对其他算法得到的不准确的参数进一步优化,使得参数辨识值更为准确。

响应型船舶运动数学模型的构造

论述了响应型船舶运动非线性数学模型,相对于状态空间模型,该模型计算比较简单,但所获的微分方程仍可保留非线性影响因素,可以满足进行船舶闭环控制系统的仿真研究时对模型精度的要求.针对大连海事大学"育龙"号实习船进行了仿真试验,用VisualBasic6.0编程实现.试验结果表明,响应型非线性数学模型与Norrbin非响应型非线性数学模型的回转试验轨迹基本重合.

船舶4自由度响应型数学模型的研究

为建立考虑船舶横摇的船舶4自由度响应型数学模型,首先采用类比建模的方法建立船舶横摇响应型数学模型,并首次提出了船舶横摇指数的概念;然后利用多元回归分析软件SPSS17.0及偏最小二乘法对8条船舶数据进行分析,得到横摇指数的最优回归公式;最后,联立Nomoto模型和船舶横摇响应型数学模型得到船舶4自由度响应型数学模型.该模型结构简单,较传统的船舶水动力数学模型更为简捷方便,且基本满足精度要求.

“育鲲”轮测试数据处理及横摇建模的验证

为了处理船舶的实测数据并建立"育鲲"轮的横摇响应型数学模型,对7艘船舶进行了15°和25°旋回仿真,得到了14组船舶横摇角仿真测试数据.通过与真值的对比分析,在验证了各种滤波的数据处理方法的精度后,将精度较高的复合滤波方法应用于"育鲲"轮实船测试数据的处理上.结合理论讨论,计算出了"育鲲轮"的横摇指数.最后给出了"育鲲"轮的横摇响应型数学模型,本模型结构简单、便于分析.

抽水工况双馈可变速抽蓄机组机电暂态建模及有功–频率耦合特性

传统定速抽蓄机组在抽水工况下输入功率无法连续调节,不具备参与电网调频能力。双馈式可变速抽蓄机组是一种新型的水电系统,由于抽水工况下转速连续可调,在保证静态扬程的前提上,通过变速运行,机组输入功率调节范围拓宽。为挖掘机组参与电网调频潜能,首先建立抽水工况可变速机组的简化机电暂态模型,该模型以抽水工况可逆水泵水轮机运行特性为基础,考虑了流体在过流管道内的动态特性,并计及导叶的附加摩擦效应;然后从水力的角度揭示了抽水工况机组具备调频能力的本质原因;阐明了抽水工况机组改善电网频率特性的机理,并给出了控制器参数的推荐范围。最后,仿真和实验结果验证所提抽水工况机组改善电网频率特性的能力。

基于改进粒子群优化算法的船舶航向控制

通过船舶响应型数学模型、舵机伺服系统、海浪干扰模型和PID控制器来设计船舶航向控制,并且将粒子群优化算法(PSO)加入到航向控制中,获得最优PID参数值。考虑到粒子群迭代次数和搜索过程中目标函数对PID参数值有一定的影响,主要研究改变迭代次数和目标函数来比较对应的PID参数,根据不同PID参数对应不同的控制效果,继而得出最优控制效果。结果表明:在迭代次数90时,能得到控制效果较好的PID控制参数,目标函数的改变对PID参数值的影响较大。