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。

船舶操纵模拟器操纵仿真数学模型

系统地论述了船舶操纵仿真数学模型。包括船舶操纵基本模型、水动力、螺旋桨推力及扭距、主机扭距、舵力及其力矩、风、浪、流、锚、缆、拖轮的作用力、浅水影响及侧壁效应。

考虑螺旋桨倒车特性的船舶港内操纵数学模型及仿真应用

为提高港内船舶操纵数学模型的准确性,给出一种考虑螺旋桨倒车特性的船舶数学模型。该模型吸取了MMG分离建模的思想,考虑了浅水、低速、环境扰动的修正以及船、舵、桨等各部分的相互干扰,引入了较为实用的能够体现右旋单桨倒车特性的螺旋桨推力模型,并利用三次样条插值算法对在小漂角常速域与大漂角低速域之间的过渡速域的流体力进行了计算。最后,以某液化气船为例进行了旋回、紧急停船仿真,以及基于非线性反馈算法的停车航向跟踪控制仿真。经与实船海试数据比较,仿真结果能够较为真实地反映实船运动规律,既验证了模型的有效性,又实现了无螺旋桨推力条件下的航向跟踪控制。论文可为提高航海模拟器精度、预报船舶港内的操纵性以及设计较为准确的港内船舶操纵控制器提供一定的理论和工程基础。

内河船舶操纵数学模型中水流力的模拟及应用

内河水域通航水流条件复杂,尤其是在船闸引航道口门区,进出闸安全一直是人们关注的最重要的问题。文章建立的模型考虑了船舶在船长方向上不同的水流流速,提升了船舶操纵模拟的精度,并将其应用到了旗杆咀船闸改造工程中,利用数值模拟与仿真模拟相结合的方式研究了船闸上、下游引航道的通航建筑物的平面布置方案,提出了改善通航条件的方法及平面布置需要注意的事项。

船舶操纵数学模型在港口航道设计中的应用

本文介绍了船舶操纵数学模型的组成 ,并对其在港口、航道设计中应用的典型列子进行了介绍 ,指出了船舶操纵数学模型的进一步发展方向和它在港口。

船舶抛起锚操纵运动数学模型研究

求解锚链对船舶的水平作用力时对悬链链型区分为自悬链和约束链两种情况并采用了不同的计算方法,计算锚的抓力系数时考虑了锚在海底移动距离、锚杆仰角、锚型、底质等因素,提出了锚在海底移动的运动方程。分别计算了锚的运动和船体的运动,运用MMG(Ship Manoeuvring Mathematical Model Group)模型,建立了比较符合抛起锚操纵实践的船舶抛起锚操纵运动数学模型。编制相应的软件进行仿真试验,试验结果和相关文献的结果一致。

基于Unity的船舶靠离码头操纵仿真

提出了一种较为简便的编制靠离码头操纵仿真软件的新方法,运用Unty通过鼠标点击和拖拉操作就能构建较为逼真的包括天空、水面、地形以及码头设施等在内的仿真环境;只要给船舶三维模型添加刚体组件,计算出船舶受到的作用力和力矩,然后将作用力和力矩传递给刚体组件成员函数,船舶三维模型就能按照力学规律运动;通过给船舶、码头、地形等物体添加碰撞体组件,并且设置相应的物理材质,就可以方便实现碰撞检测和计算;船舶操纵性能仿真试验结果和实船试验结果、运用相关文献方法的计算结果吻合较好,靠离码头操纵仿真试验操作方便,得到的试验数据能够真实反映船舶操纵过程,仿真软件能够较好满足靠离码头教学训练和科学研究需求。

船舶操纵运动数学模型研究

本文共分3个部份:第一部份阐述了船舶操纵运动数学模型的建立,选择了解析式水动力模型结构;第二部分依据实船试验结果,对船舶运动数学模型进行相似性率定,通过数值模拟和相似性分析,数学模型取得了与实船试验非常接近的结果;第三部分对建立的数学模型作了综合评价,认为达到了工程实用要求。

船舶在风浪中航行的操纵运动数学模型

简述建立船舶在风浪条件下操纵运动数学模型的意义．并列举操纵运动基本数学模型的形式，以及坐标系的定义。以某双舵双桨排水型船为对象．建立船舶水平面操纵运动微分方程组．给出其中作用力和力矩、牵连质量系数和牵连转动惯量系数、流体动力和动力矩，螺旋桨推力、垂直舵控制力和力矩的计算及公式，并借鉴近年俄罗斯对波浪干扰的研究成果．得出有／无风浪干扰两种情况下的完整模型。

船舶全方位操纵数学模型

首先详细介绍了船舶全方位操纵数学模型的结构.然后以Esso Osaka为对象进行了数学仿真,并将仿真结果与Abkowitz的实船试验数据作比较,其符合程度相当令人满意.由此间接证明,本操纵数学模型是真实可信的,也是实用的.

船舶操纵性数学模型辨识

利用实船旋回航行试验和Z航行试验的测试数据,以二阶K-T方程为基础,采用系统辨识方法,确定了船舶操舵运动的静态和动态参数,并建立了船舶操纵性数学模型.本文使用海试实测数据进行参数估计,结论与实际比较接近,给出一种切实可行的K-T方程参数估计方法.数据处理结果表明,实船模型辨识手段与传统试验方法相比,有较明显的优越性.

规则波中船舶运动六自由度数学模型

为了提高船舶操纵模拟器的精度,应用船舶操纵性分离建模理论,基于傅汝德-克雷诺夫假设,将船舶近似为箱型船,估算波浪对船舶六自由度运动的干扰力与力矩,并将波浪的干扰力与力矩作为外力与力矩的一部分,叠加到分离型船舶运动数学模型中,建立了船舶在规则波作用下六自由度船舶运动的数学模型,给出5级海况下船舶全速旋回运动响应的时间历程仿真曲线。仿真结果显示:仿真结果与相关文献结果相近,运动趋势一致,能够满足大型船舶操纵模拟器对船舶运动数学模型仿真的精度要求,同时船舶运动数学模型由3自由度增至6自由度,提高了模拟的逼真度。

不均匀流中船舶操纵运动仿真模型及应用

本文给出不均匀流中船舶操纵运动数学模型，研究了在不均匀流中作用于船体上流体动力的估算及不均匀流场的生成，提出了不均匀流中船舶操纵运动的仿真方法。最后介绍了在港口引航实践中的两个仿真应用。

船舶操纵模拟器中的系缆张力模型

建立了可适用于6个自由度船舶操纵运动数学模型的系缆张力计算模型。系缆的应变满足虎克定律,利用悬链线方程和虎克定律推导出的系缆无应力长度的计算公式,根据计算出的系缆无应力长度和系缆的实际长度的对应关系,用试算法计算系缆张力;否则,忽略系缆的自重,通过由系缆的应变曲线图拟合的多项式来计算系缆张力,并分别计算了系缆的水平张力和竖直张力。进行了系缆破断强度的计算,并对系缆张力是否超出安全负荷以及系缆是否破断进行了判断。计算实例验证了模型的正确性和实用性。

基于人工神经网络的船舶运动数学模型的辨识

根据船舶海上航行的实际情况 ,针对船舶运动的特点 ,提出了用不同神经网络对船舶运动数学模型进行辨识的新方法 .给出 2种神经网络模型 ,并比较这

基于岭回归方法的船舶操纵运动建模

基于自航模试验的系统辨识方法是一种有效的船舶操纵运动建模方法。通过对舵角和转艏角速度试验数据的分析,用岭回归方法确定了船舶操纵运动数学模型中的模型参数,进行了操纵运动预报仿真并同自航模试验数据对比,数值仿真结果验证了方法的有效性。

船舶操纵性模型辨识

以二阶Ｋ－Ｔ方程为基础，采用系统辨识方法，利用实船旋回试验和Ｚ航行试验的测试数据，确定船舶操舵运动的静态和动态参数，并建立船舶操纵性数学模型．使用海试实测数据进行参数估计，结论与实际接近，给出一种切实可行的Ｋ－Ｔ方程参数估计方法．数据处理结果表明，实船模型辨识手段明显优于传统试验方法．

一种新型船舶核动力装置冷凝器模型与动态仿真方法

考虑船舶核动力装置冷凝器结构特点和工作原理 ,建立了一个新型合理完善的船舶核动力装置冷凝器动态特性分析数学模型 ,并运用Runge-Kutta法对此模型求解 .研制了用于船舶核动力装置冷凝器稳定运行及扰动和事故工况下动态数值模拟的分析程序 .在几种扰动工况下对冷凝器动态特性进行了计算与分析 ,计算结果与理论分析相符 .