NEW OPTIMAL LARGE ANGLE MANEUVER STRATEGY FOR SINGLE FLEXIBLE LINK

A component synthesis vibration suppression (CSVS) method for flexible structures is put forward. It can eliminate any unwanted orders of flexible vibration modes while achieves desired rigid motion. This method has robustness to uncertainty of frequency, which makes it practical in engineering. Several time optimal and time-fuel optimal control strategies are designed for a kind of single flexible link. Simulation results validate the feasibility of our method.

基于混合算法的船舶波浪中操纵运动预报研究

本文基于开源代码OpenFOAM,采用基于全非线性势流方法与粘性流方法耦合的混合模型,结合桨舵推进模型,模拟单桨船在波浪中的回转和Z形操纵运动。外场采用全非线性势流方法(FNPT)模拟波浪水池,内场采用粘流方法模拟波浪与船舶相互作用,采用考虑波浪影响的桨舵力学模型计算航行中的桨舵推进受力,实现船舶在波浪中六自由度操纵运动的仿真。采用KVLCC2模型用于数值模拟,通过自航试验对比验证方法的有效性。模拟初始横浪条件下船舶波浪中操纵运动,通过改变波长研究和分析横浪下波长对船舶回转性能和机动性能的影响。

土壤对军用越野车辆机动性能影响分析

在软地面上的机动性能是军用高机动性越野车辆的主要性能之一,对于其野外作业有重要的战略意义。为了探究不同类型松软土壤地面路况对越野车辆机动性能的影响,基于离散元法对土壤进行建模,通过土壤堆积角测试试验以及土壤圆锥指数试验进行土壤刚度对标测试。通过DEM-MBD联合仿真方法,利用精确的土壤模型,对不可压缩干燥土壤、不可压缩湿润土壤、可压缩干燥土壤、可压缩湿润土壤4种不同类型土壤进行仿真分析,通过对比越野车辆平均速度、牵引力、驱动扭矩、轮胎沉陷量,探究土壤类型对越野车辆机动性能的影响。越野车在湿润土壤上比在干燥土壤上牵引力减少了6.98%,在不可压缩土壤上的稳定行驶速度比在可压缩土壤上稳定行驶速度高34.2%,在湿润的土壤路面上速度更加稳定。研究成果弥补了国内车辆地面力学领域土壤对整车机动性影响的空白,可为军车野外复杂地形(如沙地、雪地、泥泞等)作战时选择最优的行驶路面,提高作战效率。

波浪中船舶操纵-耐波性预报的双时间尺度法收敛性和最优时间步长

针对波浪中船舶操纵性和耐波性相互作用问题,建立一种基于双时间尺度的船舶操纵-耐波性耦合模型的数值预报方法,其中船-桨-舵水动力载荷采用经验公式估算,一阶线性波浪力和二阶波浪漂移力基于三维势流理论进行计算并建立数据库。基于数值方法研究某舰船在波浪中的回转运动,并且详细地分析双时间尺度方法的时间步长收敛性。在此基础上,建立三因素、三水平工况的数值试验算例,研究航速、波浪频率和波高对船舶回转运动影响的本质原因,进一步根据运动特性将波浪中船舶回转运动分为3种典型模式。讨论波浪中船舶回转过程中操纵和耐波性的关键特征参数,提出各种典型工况下双时间尺度法的最优时间步长选取原则。

平整冰中破冰船操纵性能初步预报方法

为了对平整冰环境中破冰船的操纵性能进行预报分析,本文把冰力作为外力计入船舶的操纵运动方程中。基于经验方法对连续破冰过程中船舶的冰阻力进行估算,建立船舶横荡、纵荡、艏摇三自由度运动方程。模拟结果与实尺度破冰船AHTS/IB Tor Viking II的冰试验数据进行对比,得出船舶的直航速度误差为0.35%,回转直径误差为8.06%。因此,可以认为本文建立的操纵性预报方法可以较好地预报平整冰条件下破冰船的直航性能和回转性能。

三体船操纵性计算与特性分析

根据操纵性运动线性方程与一阶KT响应方程对某三体船型操纵性运动进行预报。方程中的船体加速度类水动力导数采用Hess-Smith法计算,船体速度类水动力导数采用细长体理论并结合经验公式和图谱进行计算,舵导数采用短翼理论并结合经验公式和图谱进行计算。最后,根据理论计算结果对侧体位于不同纵向位置的三体船和单体船的操纵性规律、特性以及特征参数进行了分析、对比。计算结果表明,该计算方法具有良好的应用前景。

船舶操纵性综合评价方法的研究

在分析船舶操纵性能的基础上 ,确定了评价船舶操纵性能的指标 ,并利用工程模糊集理论中的多级模糊识别模型对船舶操纵性能进行了评价 ,结果表明 ,用多级模糊识别模型对船舶操纵性能进行评价 ,可省去建立绝对隶属函数的大量繁杂工作 。

基于势流理论的船舶操纵水动力分析

以船舶操纵水动力预报为研究背景,以无界流场势流理论为基础,采用边界元法,对目标Wigly船在斜航运动状态下的流场速度和转首力矩进行计算。分析了斜航时船舶周围流场的分布规律,研究了转首力矩随船舶漂角的变化规律。结果表明,该研究对预报斜航时船舶的运动规律具有较好的应用前景。

三体船操纵特性计算机数值仿真

以三体船水动力型和K、T响应型(线性和弱非线性)操纵性运动方程为理论基础,以三体船重心运动轨迹微分方程组为数值仿真基础,采用仿真计算工具Matlab软件,对三体船回转运动轨迹、操纵性曲线以及Z型操纵试验曲线等操纵运动特性诸元进行了仿真计算。通过和单体船的对比分析,所得出的计算结果比较合理,计算结果显示三体船较单体船定常回转特性有所下降,而直线稳定性有所加强,跟从性和转首性有所提高。

基于时变马尔科夫转移概率的机动目标多模型跟踪

为了消除机动目标多模型跟踪中人为因素对跟踪精度的影响,提出了一种新的基于时变马尔科夫转移概率的机动目标多模型跟踪算法.该算法通过对Baum辅助函数的最大化实现隐马尔科夫模型状态转移概率的参数估计,并将估计结果用于交互式多模型算法的设计中,构造出时变马尔科夫状态转移概率的交互式多模型算法,有效地降低了人为因素对机动目标跟踪精度的影响.通过对一个机动目标的跟踪对比,说明了该算法比传统的交互式多模型算法具有更小的跟踪误差和良好的模型跟踪概率.

三体船操纵性水动力的势流理论计算

为了研究三体船操纵特性,采用势流理论有升力三维面元计算方法,计算和分析了三体船斜航下的有关操纵运动水动力.在物体表面和尾涡面上布置均匀涡环网格,通过满足物面边界条件和库塔条件,计算物体对流场的扰动速度,进而确定物体受力并分析其规律.在对NACA0012机翼压强分布和单体船模水动力随漂角变化规律验证的基础上,将所提方法推广至三体船在斜航运动时受到的横向力和转首力矩计算.据计算结果,分析了三体船侧体位置对其斜航下操纵运动水动力和操纵运动特性的影响.研究表明,文中计算结果具有较高的准确性和合理性,所提势流理论三维面元计算方法为三体船操纵运动水动力预报和三体船操纵运动特性分析奠定了基础,具有较高的工程应用价值和很好的工程应用前景.

乳制品中复原乳检测方法的研究进展

目前乳品中复原乳掺假现象日益增多,复原乳检测技术不断完善。文中介绍了我国复原乳现状,综述了荧光分光光度法、高效液相色谱法、近红外光谱法、紫外分光光度法和AOAC化学法等5种常用复原乳检测方法,并对这5种方法的检测限和可操作性进行了比较分析。

规则波中船舶操纵与垂荡、纵摇耦合运动模拟与特性分析

采用MMG分离模型的思路,在船舶六自由度操纵性运动方程中叠加波浪垂荡力和纵摇力矩,构成波浪中船舶操纵与垂荡、纵摇耦合动力学模型,用来模拟规则波中船舶操纵与垂荡、纵摇耦合运动特性。其中的波浪力由切片法计算,船舶航向保持采用PD控制模式。采用耦合动力学模型计算了某船在规则波中保持航向时的垂荡、纵摇运动,并与试验结果进行了比较。两者的幅频曲线形式上基本一致,间接证明了耦合动力学模型的有效性。进而采用该模型计算了该船在不同浪向角和航速下保持航向稳定的垂荡、纵摇运动,以垂荡、纵摇等值极坐标曲线形式表征了船舶规则波浪中操纵与垂荡、纵摇的耦合运动特性。

UUV操纵性能综合优化模型研究

操纵性能是无人潜器(UUV)航行的重要性能之一,其优劣直接影响到UUV的航行安全和稳定性,UUV操纵性能评判和优化是UUV优化设计的重要组成部分。基于AUTOSUB型无人潜器的设计模型,在充分分析艇体操纵性能的基础上,重点研究UUV水平运动和垂直运动性能,提出了较为完备的UUV操纵性能优化数学模型。采用模糊评判方法构造操纵性系统总目标函数,利用专家咨询法确定了各子系统的权重;通过大量艇体操纵性能数据对各个性能指标进行统计分析,选择模糊数学中对应的隶属度函数进行拟合,确定相应隶属度函数参数;利用禁忌搜索算法对遗传算法的改进而得到的遗传禁忌搜索算法(GA-TS),由并行和分层策略改进遗传算法得到的并行遗传算法(PGA)以及遗传二次载波算法(LGA),将数学模型与这3种算法集成,利用C++语言编写了UUV操纵性能优化软件。通过对总系统优化得到的遗传禁忌搜索算法寻优能力最强,利用该算法研究水平面运动和垂直面运动2个子系统,得到各个性能指标权重对系统目标函数影响程度的排序,同时分别得到一组最佳性能的权重分配。

两栖车辆水上操纵运动建模与仿真

研究两栖车辆航行操纵预报精度问题,两栖车辆水上操纵性能目前仅以工程估算和实车试验预报,精度较差。基于水动力学理论与刚体动力学理论提出了一种两栖车辆水上操纵运动的仿真方法。车体运动由刚体空间运动方程描述,外力项按照物理特性分类求解。水动力项采用泰勒展开,水动力系数依据车辆形体特征和水动力学理论进行简化与计算,并采用龙格-库塔法解算运动方程。实现了准确预报了两栖车辆的操纵运动,计算结果与文献结果基本一致,表明方法可用于预报两栖车辆的水上操纵运动。

限制水域中三维船舶操纵运动水动力计算

将Ｈｅｓｓ的三维Ｐａｎｅｌ面源方法和Ｂｏｌａｙ的平板升力模型相结合，计入了船体厚度的影响．采用三维累加三次张力样条进行船表曲线光顺拟合，并在其上分布源汇，运用高阶面元方法，对Ｓｅｒｉｅｓ６０及其相当平板求解了船舶在浅水、浅窄航道中的操纵运动水动力。

潜艇直航操舵水动力尺度效应研究

尺度效应是船舶水动力学研究的一个关键问题。目前,对船舶尺度效应的研究大多集中在阻力性能方面。本文针对水下航行体操纵性能评估的需要,对水下航行体操舵水动力性能的尺度效应进行探讨。以典型潜艇模型SUBOFF为研究对象,采用计算流体动力学方法对不同尺度下的直航操舵试验进行数值模拟,分析网格尺度对不同尺度计算结果的影响。在此基础上,探讨不同尺度下的潜艇绕流场特性,以及作用在潜艇上的水动力及力矩变化规律,对于研究水下航行体操纵性能的尺度效应问题具有一定的借鉴意义。

基于自适应加权的船舶操纵性能多目标优化

针对多目标优化问题中固定加权和法存在的缺陷,提出以设计者期望目标值为约束的自适应加权和法。以水面船舶为研究对象,建立操纵性能多目标优化数学模型。35000吨级原油船算例表明基于自适应加权法求解操纵性优化模型能获得较为理想的Pareto最优前沿。最后,采用信息熵权TOPSIS法对Pareto方案排序供决策者选择。

汽车线控转向系统转向控制研究

针对汽车线控转向系统在转向盘和转向轮之间不存在机械连接的问题,进行适当的转向控制,使转向轮转角与转向盘转角的关系根据行驶状况实时调整.分析了线控转向系统转向控制的实现结构、工作原理和控制目标.从车辆动力学与控制的角度归纳分析了转向控制的内容,包括转向传动比算法、车辆稳定性控制、四轮转向控制、路径跟踪控制和转向电动机控制算法等方面,分析了经典控制方法、鲁棒控制方法、滑模控制方法、智能控制和分数阶PID控制等多种控制方法.分析了线控转向系统转向控制的试验技术,指出了转向控制研究的应用前景和发展趋势.结果表明:线控转向系统进行适当的转向控制能提高汽车操纵稳定性.

光纤微缆对SARV操纵性的影响分析

以新概念小型自治遥控水下机器人SARV及其光纤微缆系统为研究对象,在对光纤微缆进行受力分析的基础上,采用集中质量法建立了光纤微缆的动力学模型。结合作业中SARV载体的实际运动,利用直接计算法分析了不同运动状态下光纤微缆对SARV载体产生的附加力和附加力矩及其对SARV载体操纵性的影响,并提出了合理的操纵建议。为SARV载体端设计光纤微缆释放装置张力控制提供了一定的理论依据,在一定程度上有助于完善SARV控制系统,提高SARV航行的稳定性。