船舶动力定位系统的非线性输出反馈控制

针对动力定位船舶的速度不可测问题,考虑带有环境扰动的动力定位船舶运动非线性数学模型,提出一个非线性观测器-控制器控制方案,实现仅依赖于船舶位置和艏向测量值的船舶动力定位的输出反馈控制,且其观测器具有分离的稳定性.应用串级非线性系统理论证明了最终的船舶动力定位输出反馈闭环系统是全局渐近稳定的,所设计的输出反馈控制律迫使船舶的位置及艏摇角全局渐近收敛于期望值.以一艘供给船为例进行仿真研究,结果验证了所设计的船舶动力定位输出反馈控制律的有效性.     

船舶航向保持本质非线性反馈算法的比较研究

利用VC++将线性二次型最优控制算法、闭环增益成形算法、船舶航向保持本质非线性反馈算法应用于船舶间接式航迹保持控制.基于"阳澄湖"号进行仿真研究,结果验证了该算法的有效性及理论证明的正确性.     

船间效应影响下的船舶操纵运动仿真

为更好地研究船间效应影响下的船舶操纵运动问题,采用MMG建模思想,将船间效应力及力矩的通用公式叠加到操纵运动方程中.在此基础上,结合PD航向控制和欠驱动航迹控制算法,研究发生船间效应时舵对船舶的控制问题,并应用Matlab进行仿真.结果表明,一定条件下,船间效应对船舶运动的影响可用舵进行控制.     

船舶含油污水处理及系统优化研究

根据MARPOL73/78公约,船舶必须安装含油污水处理装置。目前船舶上一般采用舱底水舱和油水分离器用来处理含油污水,处理后含油量小于15 mg/L的污水可以直接排出舷外。针对油水分离器工作负荷过大和维护保养工作过多等问题,本文对船舶含油污水处理系统进行优化,即增加含油污水前期处理。经过前期处理后,含油污水总量大大减少,油水分离器工作负荷降低,船员维护保养工作极大减少,从而保护海洋环境。     

舰船尾流气泡数密度分布的实验模拟

为了能在实验室中为评估激光、超声探测舰船气泡尾流的检测技术提供检测对象,提出了基于电解产生氢气泡定量模拟实际舰船尾流气泡数密度的方法．依据电化学及气泡动力学原理推导了金属丝通电电流与气泡数密度的关系,在对舰船尾流场气泡数密度估计的基础上,给出了在船池中为布置在水中的金属丝通上给定的电流,模拟驱逐舰远场气泡尾流的具体方案,实验表明该方法对于舰船远场气泡尾流场的模拟比较右神     

滑跃式甲板气流场数值模拟

利用FLUENT软件对舰船进行数值模拟,与已有风洞实验数据对比分析,验证数值模拟的准确性．针对滑跃式舰船甲板,讨论不同网格形式对计算结果的影响,发现棱柱层网格可以改善计算过程的收敛特性,提高收敛速度,沿甲板边界的网格细化是采集船首和边界涡产生的关键．通过对全尺寸的滑跃式甲板舰船船型的计算,得到船首分离涡和岛型建筑后面复杂的涡旋结构．结果表明：岛型建筑分离涡计算的准确度直接影响了岛型建筑下游流场的整体特征;船体尺寸和岛形建筑的形状和位置会严重影响船后涡旋的强度和位置．     

基于视觉注意机制的视频监控中海上舰船目标检测

当天空、海面和岸上建筑等自然背景比较复杂时,容易干扰视觉注意的对象,而影响舰船目标的检测。本文提出了一种改进的视觉注意模型来检测海上舰船目标,首先利用小波变换获得舰船目标图像的高频特征和低频特征;然后利用改进的Top-hat滤波器抑制云雾和较强的海杂波,采用改进的Gabor滤波器得到方向特征,采用离散矩变换（DMT,discrete moment transform）得到边缘纹理特征;同时将图像进行色彩空间转换,由HSI（Hue-Saturation-Intensity）空间提取图像亮度、色调和饱和度来构成运动特征和颜色特征;最后将各特征图通过加权线性融合得到兴趣图,通过自适应阈值分割出舰船目标区域。实验证明该舰船目标检测算法具有较好的检测效果。     

动力定位模拟器软件系统的设计与实现

为有效解决国内动力定位操作员的培训问题,以康斯博格K-POS系统为原型,设计动力定位模拟器。在传统航海模拟器架构的基础上,通过C++进行软件设计,完成Matalb代码转化,设计动力定位操作模拟界面,实现了动力定位培训需要的动力分配相关功能。经安装调试,模拟器系统基本满足培训需求。     

STF切片理论的实用数值计算方法改进

根据STF切片理论,建立船舶在斜浪规则波下直航运动的五个自由度耦合方程,并考虑航速及球鼻艏对水动力系数的影响加以修正.此外,针对原计算公式中横摇阻尼系数项不考虑流体黏性的问题,引入Ikeda半经验公式对该项进行非线性修正,采用辛普森积分法和四阶龙格-库塔微分法分别对船舶水动力系数和各自由度随时间历程的变化进行数值计算.以Wigley系列船型和某教学实习船为例,将水动力系数、波浪扰动力及力矩和各自由度运动幅值与相关试验值、其他文献结果以及商业软件数值仿真结果对比.结果表明,经过非线性修正后,横摇运动响应结果与商业软件数值仿真结果更加逼近,其他自由度的运动响应结果与对应的试验值和其他文献结果也都较为吻合,证明了本文计算方法的可行性,且具有一定的实用价值.     

船舶系统研制知识工程信息化平台建设

 船舶系统研制是一项典型的知识密集型的复杂工作，结合知识工程的具体实践，分析了知识工程体系的理论模型、建设内容和原则，探讨了知识工程信息化平台的构建，并展望了未来知识工程信息化的建设。应用本方法开展知识工程体系建设，可实现企业知识的有效获取和管理，促进知识与研发流程的关联应用，使得知识真正成为支撑企业发展的智力资产。