船舶平面分段流水线多目标模糊调度的改进粒子群算法

针对船舶平面分段建造过程中广泛存在的不确定性问题,考虑在平面分段流水线调度中引入更贴近实际的模糊调度。以模糊数表示加工时间和交货期,以最小化最大完工时间、最大化平均满意度为调度目标,建立平面分段流水线多目标模糊调度问题的数学模型,设计了求解该问题的改进多目标粒子群算法。提出一种按反Logistic曲线规律动态变化的惯性权重,从而在一定程度上平衡算法的全局和局部搜索能力;嵌入由3种邻域结构随机排列构造的变邻域搜索算子以增强算法的局部改良性搜索能力;采用一种基于拥挤距离的非支配解动态维护策略以提高解的分布性。结合实例数据,通过对算法进行比较,证实了各项改进措施的有效性,以及所设计算法求解平面分段流水线多目标模糊调度问题的优越性。

嵌入式船舶燃油粘度控制模拟装置

燃油粘度控制是典型的反馈控制系统,模拟装置粘度控制单元采用WINCE嵌入式系统开发。燃油粘度自动控制程序采用软件实现,两个电位器分别用于模拟燃油粘度和温度反馈信号。该装置能够完成诸如燃油温度控制、粘度控制、换油及参数设置等基本操作。

基于数据挖掘的船舶平面分段智能调度模型设计

为了平衡船舶平面分段调度的决策速度与性能,克服调度优先规则与优化算法各自的弊端,开发智能调度原型软件,以配置7个工位的船舶平面分段流水线为例,经过调度知识模式和特征定义、灰狼算法求解、训练数据构建,构造决策树、神经网络、支持向量机三种机器学习模型,从中选取与研究问题最匹配的模型,实例计算对比模型的调度性能,验证了所提模型的有效性。

动力定位系统发展状况及研究方法

动力定位系统 (DynamicPositioningSystem)是一种闭环的控制系统 ,其采用推力器来提供抵抗风、浪、流等作用在船上的环境力 ,从而使船尽可能地保持在海平面上要求的位置上 ,其定位成本不会随着水深增加而增加 ,并且操作也比较方便。本文对动力定位系统发展及各组成部分进行了介绍 ,以期对动力定位系统有个比较完整的认识。

轮机模拟器及其关键技术

轮机模拟器研究涉及数学建模、系统仿真与优化、网络通信与控制、虚拟现实等多学科内容,并且与工业控制、总线技术、网络技术等密切相关。结合DMS-2010型轮机模拟器研究工作,指出采用先进的仿真技术及智能控制方法提升轮机模拟器品质及实用性能的研究方向,使其由操作级应用扩展至管理级及工程论证级应用。

水下滑翔机李雅普诺夫稳定性分析

水下滑翔机作为一种新型的水下机器人利用了水平固定翼将净重力转换为前进驱动力,从而降低了水下机器人的功耗,在海洋科学研究、环境监测、资源探测和军事侦察等方面都具有广阔的应用前景。为了得到实际水下滑翔机稳定性与设计参数和控制参数之间的关系,将已建立的水下滑翔机一般数学模型应用于具体的实际水下滑翔机上。在此基础上将模型线性化,结合李雅普诺夫稳定性第一定理和第二定理,分析出水下滑翔机定常运动的动态稳定性随设计参数(初稳性高)和控制参数(姿态调节控制量)变化的规律。为水下滑翔机器人的设计和控制提供理论依据。

基于等效设计波的船体结构疲劳强度许用应力法(英文)

文章总结了中国船级社疲劳强度评估方法中的许用应力范围方法。该方法用10种主要载荷控制参数下的等效设计波作为基本的计算载荷工况,通过基本计算载荷工况进行组合后求解疲劳应力范围。推导了疲劳许用应力范围计算公式和不同概率水平下疲劳应力的转换关系。对不同S-N曲线形式的许用应力范围进行了讨论,给出了中国船级社疲劳强度许用应力范围表格。用实例进行了验证。

模糊PD与PI控制切换的航线跟踪算法

为了改善复杂航迹跟踪过程动态及稳态控制性能指标,采用舵角反馈将整个过程分化为瞬态工作域和稳态工作域,分别采用模糊PD与PI控制器满足各工作域内的控制指标,全局控制器通过各局部控制器的模糊合成得到.根据劳斯-赫尔维茨稳定性判据证明了闭环系统稳定条件,数值仿真对比实验表明所提出算法能够有效缩短过渡过程时间,同时保证了稳态精度.

平面分段流水线多目标模糊调度方法及仿真

针对平面分段加工时间和交货期的不确定性,采用模糊数表示这两种时间参数;并以减少工时消耗和满足JIT生产要求为调度目标,建立了平面分段流水线多目标模糊调度问题的数学模型。提出了求解该问题的一种多目标文化基因算法,实现了分段的分配和排序两个子问题的同时优化。通过数值计算和仿真,对比了基于确切加工时间制定的常规调度方案和基于模糊加工时间制定的模糊调度方案。结果表明,模糊调度方案的执行力更强,证实了模糊调度方法的有效性。

基于CFD的新型高速艇艇型静水性能研究

深V型艇作为一种优异的改良船型,明显改善了舰船的耐波性及航向稳定性,但由于横向剖面尖瘦,舱室容积相对较小,不利于武器设备的布置,而三体滑行艇作为新型艇型,拥有诸多优势,国内仍处于研究阶段,为了了解这种艇型相对于传统深V艇的优势大小,利用CFD软件从静水性能方向进行分析研究,从阻力、浮态、兴波及艇底压力分布角度来分析其优劣势,结果表明三体艇仅在Fr?<4.5其阻力及浮态劣于深V艇,其他均处于优势,且随着航速提高优势将继续扩大。

水下滑翔机附加质量数值计算

水下滑翔机的附加质量对其运动状态影响较大,本文采用了Hess-Smith(面元法)方法编制了计算任意三维物体附加质量的程序,利用Gambit软件对水下滑翔机进行网格划分,计算出实验室所研制的水下滑翔机附加质量,同时利用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术,结合动网格技术和UDF(User-Defined Function),对水下滑翔机进行了PMM(Planar Motion Mechanism)试验模拟,并与Hess-Smith方法得到的结果进行对比,分析两者之间的特点和各自优势。

高速双体船阻力估算方法研究

高速双体船因为其较高的航速以及双体船本身的特性,而与一般的低速船舶有着较大的不同,因此一些适用于低速船舶的阻力估算方法在估算高速双体船阻力时,可能产生较大的误差。论文以一艘550t高速双体船为例,利用不同的阻力估算方法与CFD计算软件,对其阻力进行了预报。分别计算粘性阻力与兴波阻力的方法,其预报结果与试验结果较为接近,更适合高速双体船的阻力估算。

水下滑翔机外形设计与水动力计算

水下滑翔机是一种不依靠外部推进装置的水下自主航行器,它通过改变净浮力和浮心位置进行运动,因此要求其具有优良的水动力性能。本文介绍实验室所研制的水下滑翔机的外形设计,对水下滑翔机斜航运动与定常回转运动水动力进行数值计算,并实施拖曳试验,其计算结果与试验结果吻合较好。同时,在湖泊试验中水下滑翔机相继完成了多组锯齿运动和螺旋下潜运动,进一步验证水动力计算结果的准确性,满足工程应用的要求,其结果对水下滑翔机的设计具有一定的指导和借鉴意义。

基于线性工作点的水下机器人H∞鲁棒控制

为使全驱动六自由度水下机器人(AUV)能够在水动力学参数不确定及海流扰动的情况下保证控制器的鲁棒性要求,需要合理对AUV的非线性模型进行线性化。本文基于工作点处的线性化六自由度AUV方程,通过应用加性摄动模型,得到适用于鲁棒控制的线性化模型,并设计对应的六自由度H∞鲁棒控制器。对该控制器与多自由度PID控制器的仿真试验,结果显示,控制器具有良好的信号跟踪及干扰抑制能力,验证了H∞鲁棒控制对本文提出的六自由度AUV工作点处线性模型控制的有效性。

基于HydroSTAR的水翼五体船耐波性优化研究

为改善五体船在空载及小摇荡时的耐波性,论文通过在五体船主船体和片体之间加装水翼构造水翼五体船,在此基础上借助耐波性通用软件HydroSTAR对不同水翼攻角水翼五体船及原五体船耐波性计算,并对相关耐波性指标进行对比分析,以此研究水翼五体船的攻角优化问题。通过对比研究发现,水翼五体船的纵摇幅值、横摇幅值及垂荡幅值明显低于五体船,且在低频波段NACA4415翼型水翼五体船最优攻角在10°左右。

基于小脑神经网络的船用柴油机扭矩在线估计

提出一种新的基于瞬时转速的扭矩估计方法,将扭矩估计问题转化为转速跟踪问题。建立了船舶柴油机系统模型,采用基于信度分配的小脑模型神经网络对系统在线逆动态建模,运用梯度下降法修正网络的权值,采用误差反馈保证系统的稳定性。采集了某船用柴油机的瞬时转速,代入该船动力装置参数计算其瞬时扭矩。研究结果表明:约60 oCA后,模型转速和实测转速跟踪精度可控制在±1%以内。在系统模型准确的前提下,提出的方法估计精度高、计算简单且实时性好。

基于数值模拟的水翼五体船耐波性分析

为改善五体船在小摇荡时的耐波性,提出在侧体和主船体之间加装水翼构造水翼五体船,借助Hydro Star水动力学软件,依托Wigley片体五体船进行水翼五体船耐波性计算对比。结果表明,由于水翼的减摇减震及升力作用,在侧体和主船体之间加装水翼可以明显降低五体船的纵摇幅值、横摇幅值及垂荡幅值,提高五体船的耐波性。

水下滑翔机试验样机系统设计

水下滑翔机是将浮标技术与水下自主航行器技术相结合的产物,它巧妙地利用了水平固定翼将净重力转换为前进驱动力,从而降低了水下机器人的功耗。在海洋科学研究、环境监测、资源探测和军事侦察等方面都具有广阔的应用前景。文章介绍了水下滑翔机试验样机主体结构设计,姿态调节系统设计,浮力调节液压系统设计和控制系统系统设计。并且对基于双向流量计浮力调节液压系统原理进行了详细分析,对嵌入式低功耗设计和层次设计做了介绍。

超大型自航抓斗挖泥船作业流程载荷分析

以大型自航抓斗挖泥船为研究对象,建立相应的水动力计算模型。主要研究抓斗挖泥作业不同阶段下船舶运动、锚泊线受力情况以及其随不同环境载荷的变化规律,为船舶安全作业提供依据。研究结果表明,船舶在抓斗旋转和卸料时最为危险,船舶横荡、横摇及各锚泊线张力受其影响很大,实际作业时应尽量保持迎浪状态,进而确保船舶作业安全。