带有执行器的船舶航向控制反馈线性化设计

针对带有执行机构的船舶航向保持控制系统，采用输入．状态反馈线性化方法设计控制器．由于船舶航向保持控制系统数学模型满足“三角形系统”的形式，可以直接得到反馈线性化的充分必要条件，可以避免反馈线性化理论中复杂对合条件的验证．基于该控制器，可以使得偏航船舶以指数渐进镇定于设定航向．并以大连海事大学远洋实习船“育龙”号为例，利用Matlab的Simulink工具箱进行了仿真研究，对所提出的控制器进行了验证．     

基于自组织广义椭球基函数模糊系统的船舶航向保持控制

为能够以较小计算量实现船舶航向的精确控制,针对船舶航向保持控制设计一种基于自组织广义椭球基函数模糊系统(SO-GEBF-FS)的航向保持控制器.分析非线性船舶航向运动模型,介绍SO-GEBF-FS的结构及组成,并设计一种有效的规则生长修剪算法.采用DSC设计方法设计控制器,利用SO-GEBF-FS逼近其中不确定性,通过Lyapunov稳定性理论证明闭环系统稳定性.将所设计控制器应用于船舶航向运动数学模型,结果验证了该控制器的有效性和优越性.     

船舶运动的预测控制

基于广义预测控制，提出了船舶航向保持算法，航迹保持算法，航迹和航向综合保持算法，该算法能及时修正航向，具有很好的航迹航向偏差。     

基于障碍Lyapunov的自动作业船有限时间航向保持控制

为实现作业船在航向保持时的均匀投饵,船舶的航向偏差和艏摇角速度须满足指定的约束条件.针对作业船航向保持的多约束问题,提出一种基于障碍Lyapunov函数(barrier Lyapunov function,BLF)的有限时间控制方法.首先,建立自动作业船航向保持的状态空间模型,将其简化为严格反馈形式;其次,基于动态面理论设计障碍Lyapunov控制律,采用Lyapunov方法证明航向保持的收敛性,通过有限时间的分数幂项提高作业船抑制干扰的能力.仿真结果表明,基于障碍Lyapunov函数的控制策略具有稳定性优势,能保证作业船航向偏差和艏摇角速率满足约束上界,有效抑制风向及水流等干扰因素的影响,从而实现作业船在航向保持时的均匀投饵.     

船舶航向控制线性二次高斯自校正调节器的设计

讨论线性二次高期自校正调节器设计以及应用于船舶航向保持自适应控制的问题，介绍利用谱因子分解理论和线形多项式方法求解线性二次高斯调节器的一般理论，并对具有重要实际意义的系统具有不能控且不稳定成分时的线性二次高期调节器设计作了较为深入的探讨，最后，给出了该调节器应用于船舶航向保持的仿真结果。     

神经网络控制器的海上验证

针对船舶航向保持问题，借助于仿真系统设计了一种神经网络控制器，并通过海上实船试验表明该控制器在实际应用上是可行的，应用简单，鲁棒性强，在不同海况下，航向保持性能良好。     

船舶斜浪航行生存概率预报的安全盆方法

针对首斜浪和尾斜浪中船舶航行安全盆的构造及生存概率的预报方法，采用安全盆方法预报随机海浪中船舶航行的生存概率，考虑阻尼和复原力矩的非线性及海浪的随机性，建立了船舶横摇运动的随机非线性微分方程，综合考虑船舶运动的瞬时状态、航速及航向角，采用简谐加速度方法在时域内求解横摇随机微分方程，构造船舶斜浪航行的安全盆并预报斜浪航行的生存概率．选取不同的初始条件、航速、航向角及随机波浪参数，在横摇初值平面上构造了一条长30．7m渔船的安全盆并计算了渔船的生存概率，分析和比较了在首斜浪和尾斜浪航行时，有义波高和航速对船舶安全盆和生存概率的影响．结果表明，船舶的倾覆是否发生，与航速、航向角及船舶瞬时运动状态密切相关，     

基于逆推算法的非线性船舶航向跟踪控制器

针对线性Nomoto船舶运动模型航向改变操纵过程中，往往引起快速大的舵动，产生严重的水动力非线性的问题．基于逆推设计方法设计了非线性船舶航向跟踪控制器，并证明由其构成的闭环动态系统是全局指数渐近稳定的．对大连海事大学远洋实习船“育龙”号的仿真实验表明，所设计的船舶变航跟踪控制器是有效的．     

减摇航向自动舵的简捷鲁棒优化控制算法

为使航向自动舵在简捷鲁棒控制的基础上实现舵减摇功能,在小幅度增加控制成本的前提下增强船舶抗风浪能力,设计具有船舶航向保持、航向改变和舵减摇三种工作模式的简捷鲁棒优化控制系统.该系统在船舶运动状态和海况发生变化后,通过检测航向偏差和横摇角的标准差值是否超出设定阈值,进而适时地利用遗传算法优化控制系统参数.以非线性船舶运动模型为控制对象的仿真试验结果表明,该控制系统在船舶横摇自然频率附近较宽频带内减摇效果显著,并具有较好的转向和航向保持性能.控制器参数具有较好的自适应调整能力.     

关于PID自动舵神经网络控制的研究

提出一种基于神经网络的PID自动舵控制方法。该方法能实时精确地辨识船舶数学模型参数,自动调节PID参数,提高船舶航向保持性能。     

边坡稳定性分析的区间极限平衡法

边坡工程具有大量不确定性因素,需要采用不确定性方法对其进行分析。通过对边坡稳定分析中不确定性因素的分析,提出了一种使用区间理论来计算边坡工程稳定性的新方法。这种方法可以考虑稳定分析中所涉及到的计算力学参数的不确定性。把区间数学和极限平衡法相结合,建立了区间极限平衡方法,推导了区间安全系数的计算公式。实例研究表明,边坡稳定性区间分析方法是一种更合理的边坡稳定性评价方法。     

基于优化模糊数学方法的黄土边坡稳定性评价

黄土地区的滑坡灾害严重制约了地区经济的发展,因此快速准确的评价边坡的稳定性具有重要意义。首先,考虑诱发黄土滑坡因素具有不确定性和模糊性的特点,提出了重要性比较法用于评价因素集的权重;其次,引入模糊可变集合方法用于求解黄土边坡稳定性影响因素的隶属度;最后,利用级别特征值法实现了边坡稳定性等级分级,并基于MATLAB软件编译了边坡稳定分级方法程序,形成了一种快速准确的边坡稳定性分级方法。为验证本文评价方法的准确性对已有文献中燕麦沟、道南隧道两黄土边坡进行了稳定性分级评价,评价结果与已有文献结果一致,证明了评价方法的正确性。在此基础上对黄-延高速某一黄土边坡开展了稳定性评价分析,以长期的监测数据为佐证,进一步验证了本文的评价方法适用于黄土边坡的稳定性评价。     

边坡稳定性分析方法的最新进展

概述了边坡稳定性分析方法取得的一系列成果,具体表现为极限平衡理论、数值分析方法、图解法、复合法等确定性分析方法的发展和随机分析方法、模糊分析方法的举详细分析了边坡稳定性分析方法的最新进展,指出边坡稳定性分析应加强实验研究,进上步完善确定性分析方法,并大力发展随机分析方法和模糊分析方法。     

基于泰勒级数法的边坡稳定性分析方法

边坡稳定可靠度分析方法考虑了岩土材料不确定性对边坡稳定的影响,是一种更符合实际情况的分析方法.然而,可靠度分析方法理论较复杂,应用过程中对参数统计、模型计算等方面的要求较高,不利于工程推广.基于此,本文将Duncan提出的一种简化可靠度分析方法-泰勒级数法引入到边坡稳定分析中.泰勒级数法是一种基于安全系数法的可靠度分析方法,通过分析安全系数法中所包含各参数不确定性对安全系数的影响,求得边坡稳定失效概率.首先,分析形成了在边坡稳定分析中应用泰勒级数法的基本步骤.继而,通过举例分析了应用泰勒级数法所需参数的标准差求解方法.最后,利用工程实例说明,泰勒级数法在边坡稳定分析中具有较强的可操作性,为边坡稳定可靠度分析提供了一条新的思路.     

河流冲刷下桥梁桩基稳定性三维仿真

传统方法在进行桥梁桩基稳定性仿真分析时,受到桥梁桩基数据采集维度的限制,导致桥梁桩基稳定性分析结果的可信度较低。为此,引入三维分析方法对河流冲刷下桥梁桩基稳定性进行研究。构建稳定性计算指标与判断标准,搭建桥梁桩基三维本构、桥梁桩基环境和三维河流冲刷环境子模型,组建成桥梁桩基稳定性计算数字模型。计算河流冲刷力,并以此作为模型的输入量,实现桥梁桩基稳定性分析。将设计的稳定性分析方法应用到实际工程项目中,设计对比实验验证不同河流冲刷条件下桥梁桩基的稳定性分析结果。结果表明,本文方法的可信度远远高于其他方法,稳定性更高。     

线性系统鲁棒稳定性的多次剖分法

本文提出解决一般形式多项式鲁棒稳定性的多次剖分判别方法.指出区间矩阵稳定性和离散稳定性(Schur稳定性),均可归结为一般形式多项式的鲁棒稳定性.因此皆可用多次剖分法解决.     

等效数值法在围岩稳定性评价中的应用

提出了一种新的围岩的稳定性评价方法--等效数值法,建立了基于等效数值方法的围岩稳定性评价新模型.该方法将样本指标值与围岩稳定性各指标分类标准对比来确定权重,客观性强,计算简捷.对5个典型的围岩作为评价样本进行了评价研究,并将得到的评价结果与模糊识别法、可拓方法与模糊可变集合工程方法结果进行比较.研究结果表明,等效数值法成功率高、客观性强,为围岩稳定性的评价研究提供了一条新思路.     

有限元强度折减法在三峡库区某边坡开挖稳定性分析中的应用

将强度折减的方法用于开挖过程中边坡稳定的分析采用黄金分割点的方法,给出了开挖过程中边坡稳定安全系数的确定方法;同时考虑剪胀角在开挖过程中对边坡稳定的影响,给出了安全系数随剪胀角的变化过程,为边坡在开挖过程中的加固措施提供可靠的参考价值.     

改善手写签名动态特征稳定性的局部相关分析

提出了基于模糊隶属稳定度的改进的局部相关分析方法．将手写签名特征序列划分成若干等分段，并在相关系数的计算中加入由各段特征稳定度确定的权重，改善了手写签名过程中稳定度不同导致相关系数不稳定的问题．对于判识阈值的确定给出了一个基于参数估计的解析法．     

基于神经网络技术建立船舶稳性知识库

应用神经网络技术建立船舶稳性知识库，该方法建模简单，船型参数表达比较全面，预报精度高．根据船舶初步设计阶段特点及影响船舶稳性的相关因素，提出了目标函数形式及建立知识库的方法．用一艘实船数据对知识库进行检验，结果表明：基于神经网络建立的船舶稳性知识库，能利用过去的数据资料对其训练，获取知识并有效地预报设计船舶的稳性性能．