海上风电通航风险评估进展

为使我国在今后规划建设海上风电场时能明晰风险并合理规划选址,减小风电场的存在对海上通航环境和安全造成的影响,研究总结海上风电场(Offshore Wind Farm, OWF)对船舶交通流和船舶助导航设备的影响,对比分析各种通航风险评估模型。基于NRA(Navigation Risk Assess)模型的缺点,设计一个统一、透明的通航风险评估框架,提供预测船舶碰撞概率和后果的评估工具。该框架目前只是概念模型,其在工业界的可接受度和可操作性有待进一步验证。

数值天气产品CP变化率对短时大风的预警

为实现对伴随小尺度强对流天气的短时大风的预报预警,以2015年"东方之星"轮沉船、2018年青岛港突发强风和2018年泰国"凤凰"轮沉船等3起海事事故为例,寻找中尺度数值天气模式产品中能为类似灾害事件提供预警的因子。事故发生时的对流降水(Conrective Precipitation,CP)变量预报结果变化非常剧烈,与当时发生的短时大风有明显的对应关系,且预警信号随时间提前量变少越来越显著。研究表明:数值天气产品提前24 h的CP变化率是一个有较大潜质的早期预警因子,在此基础上开发系统可准确地预测出短时大风,进而为沿海和内河航运提供更好的安全保障和预警服务。

基于自适应小波阈值与曲波变换的SAR图像去噪

目前,国内外都使用合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)做为海上小目标检测应用的重要技术手段,然而海上小目标的检测存在SAR图像不够清晰的问题。针对该问题,设计将自适应小波阈值与曲波变换去噪方法相结合,对图像进行去噪处理。该融合算法不仅能够解决传统小波阈值去噪“一刀切”造成的过度去噪以及只能对“点奇异”特征函数的最优逼近,而且优化曲波变换只对“线奇异”特征函数最优逼近的问题。通过一系列的量化指标和视觉效果进行去噪性能比较可知:该方法背景杂波更加平滑、目标与背景对比度更高。

自航试验船模通用控制系统设计与实现

该文在分析典型缩比船模实验需求的基础上,基于Arduino平台开发通用自航船模实验控制系统,设计多种航行模式以满足不同试验测试需求,通过制作两种典型缩比自航船模开展不同航行模式测试,获得翔实的试验数据,其中航向保持精度优于±2°,路径跟随精度优于0.8 m,证明该系统测试精度良好,可支撑开展航向保持、路径跟随、Z形实验等典型试验科目,其他试验数据表明该实验控制系统可满足不同船型多种自航试验的测试需求,具备普适性与实用性。

具有输入时滞的二轮自平衡车自适应滑模控制

对具有输入时滞的二轮自平衡车系统,设计了一种自适应滑模控制算法;采用拉格朗日函数建立二轮自平衡车系统的动力学数学模型,并在系统模型中考虑实际中存在输入时滞,以及在处理输入时滞时所引入的未知扰动;对变换后的输入矩阵做奇异值分解,进一步设计了对扰动参数具有自适应估计能力的自适应滑模控制器;基于Lyapunov稳定性理论,保证了闭环系统鲁棒渐近稳定;试验采用陀螺仪MPU-6050以及加速度传感器构成小车姿态检测装置。分析结果表明:当控制参数较小时,系统的超调量较小,然而系统的调节时间较长;当控制参数较大时,系统产生了较明显的超调量,然而系统的调节时间缩短了;当外加扰动较小时,车体速度变化小于0.08 m·s-1,倾角角速度变化小于0.6°·s-1;当外加扰动较大时,车体速度变化小于0.10 m·s-1,倾角角速度变化小于0.8°·s-1;初始倾角为5°时,车体速度保持在0.005 m·s-1范围内,倾角角速度保持在0.022°·s-1范围内;初始倾角为10°时,车体速度保持在0.007 m·s-1范围内,倾角角速度保持在0.031°·s-1范围内。可见,自适应滑模控制算法能在引入适量干扰和不同初始车体倾角的情况下,使小车自主调整并迅速恢复稳定状态。