Pre/Post Assessments Analysis in Training Electro-Technical Seafarers Experts

In maritime industry, personnel’s training is considered by shipping companies as a top priority matter on the list of factors affecting competitiveness in operating vessels. This paper presents the importance and the effects of training Electro-Technical Experts in the context of latest developments, particularly the advent of the “Electric Ship” and the “Communicative Ship” analyzing the feedback received from several relevant two-days seminars for “Ship Electrical and Electronic Systems for Electro-Technical Officers”, in North East European countries. The pre-test and post-test self assessment method that has been used for more efficient interaction between trainers and trainees is analyzed using t-statistics. The attendees have had diverse basic backgrounds, yet company experts Fleet Engineers on merchant or war ships. The training’s effectiveness and gain is discussed in this paper and further proposals for the Electrical and Electronic training are presented through the valuable feedback for improvement.

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。

浅析《内经》“阳明主阖”理论在痿证中的运用

痿证者,肢体筋脉迟缓,手足痿软无力。痿证在临床中属于疑难杂症,病情病因病机较为复杂,亦有多种原因致筋脉失于濡养而发病,现代医学多见于重症肌无力、多发性硬化、脑血管疾病等。本文基于《黄帝内经》中“阳明主阖”的理论论治痿证,探讨阳明“阖”的功用,即收敛阳气,使得阳气蓄积于体内。从“阳明主阖”功能脏腑出发,梳理相关古代文献以及历代医家名医验案,针对本病病情的发展进行论治:阖阳明之气,祛痿证之基;调阳明之脏,化精血之源;补阳明之本,复先天之元。治疗痿证通过恢复“阳明主阖”的功能,使阳明得阖,湿邪不生,痿证不现,可为临床治疗提供启发。

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。

公约、技术与航海模拟器的发展

航海模拟器的发展既受到各种技术进步的影响,也深受相关条约法规的制约。挪威船级社2007年10月对航海模拟器系统认证标准的修改充分印证了这一点。跨入新世纪以来,随着虚拟现实技术的进步,尤其是图形技术的快速发展为实时生成具有影视级真实感视景成为可能,图形生成系统从高档图形工作站到微机集群的转换,软件几何校正边缘融合技术在宽视场角环幕投影中的应用大幅度降低了视景系统在航海模拟器中的开发成本,为多本船航海模拟器系统创造了条件,包括多本船体系结构在内的综合化趋势将越来越明显。另一方面,六自由度船舶运动数学模型的研究也显得越来越迫切,需要投入更多的精力。

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。

STCW公约马尼拉修正案下的航海模拟器发展战略

STCW公约是对航海模拟器的发展影响最深的公约之一。通过对STCW公约马尼拉修正案中与航海模拟器有关修改内容的介绍和分类,提出了航海模拟器的发展战略在STCW公约马尼拉修正案履约要求下应遵循的原则提出研发符合STCW公约要求的ECDIS操作模拟器、完善现有全任务航海模拟器的功能,以满足BRM等培训的需要。建议尽早开发特殊培训需要的模拟器,尽早开展在远程教学和电子教育中应用模拟器的相关研究。

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。

基于理想点贴近度的辐射源威胁综合评价建模与仿真验证

辐射源威胁评价是电子对抗领域的一个重要研究课题,电子干扰资源分配、干扰辅助决策等都是以辐射源威胁判别为基础的。在对辐射源威胁因子进行分析的基础上,建立了威胁因子的隶属度模型,提出了一种基于理想点贴近度的辐射源威胁综合评价算法。仿真实例说明,该方法是可行、有效的,为辐射源的威胁评价提供了一种新的途径。

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.

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。

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。

“接童气”与儿童经验的生长——论小学道德与法治教材对儿童经验的处理

以往的德育教材将儿童经验排斥在外,"不接童气"。这样的教材既违背道德要求,又不合道德教育的本义。如何接续儿童经验、"接上童气"关乎德育教材存在的"教育合法性"。统编小学道德与法治教材用"一个经验"去唤醒儿童经验,用经验的表达去实现儿童经验的重构,以体验去实现儿童经验的提升,以"他人经验"与儿童经验的对流互动去实现个人经验与社会文化价值的接续。对儿童经验的这些处理,旨在使教材"入伙"儿童,成为儿童生活的伙伴,进而实现儿童"入伙"教材,成为教材价值观的体现者、建构者和维护者。

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。