基于水动力模型的船舶航态的模拟仿真

根据船舶运动动态平衡原理,采用源汇法建立了在不同浪向下船舶横向运动的不动力模型,根据给定的船舶参数,用STF切片法计算了船体的水动力系数和波浪扰动力（矩）,并存入数据库。提出了采用四阶龙格－库塔法求解船舶运动水动力模型的线性微分方程组,以获得船舶随时间变化的各自由度运动幅值。提出并采用了与以往不同的三维模拟仿真方法－虚拟现实技术,创建了天空和海面波浪等三维虚拟场景,实现了具有真实感的、随时间变化的三维船舶航态（横摇、摇艏、横荡）在该场景中的实时动态仿真,取得了良好的效果。     

船舶力控减摇鳍伺服系统研究

针对船舶力控减摇鳍伺服系统,运用H∞控制理论考虑混合灵敏度S／KS问题设计了控制器,由于混合灵敏度S／KS问题模型、权函数的选择、系统奇异性对等实际问题是H∞控制理论应用于实践的关键问题,因此本文结合船舶力控减摇鲁伺服系统着重对这些问题进行了研究,这种思想对于将方法设计的控制器的效果进行了比较,证明了H∞控制应用于系统的优越性。     

电子海图平台下的航线自动设计方法

为优化舰船计划航线设计,提出了一种基于电子海图的自动设计方法.通过追踪安全等深线和处理障碍区,得到可航渡区域.在可航渡区域内,进行路径的可航渡性测试,自动搜索一条安全的最短计划航线,并根据障碍区的动态变化,实时调整和优化航线.实验结果表明,与传统的手工作业方法相比,该方法在效率、经济性、可靠性等方面都具有明显的优势.     

有机高岭土的制备及对船舶压载水入侵生物的治理

为有效防治船舶压载水外来生物的入侵传播,采用十六烷基三甲基铵(HDTMA )与高岭土湿法合成有机高岭土,以赤潮生物塔马亚历山大藻和天然海水中的异氧细菌、原生动物为目标生物,考察反应温度、反应介质、老化时间和HDTMA 用量等条件对有机高岭土除藻效率的影响.FT-IR、XRD分析表明,HDTMA 与高岭土主要通过离子交换和表面吸附形成稳定的有机-无机复合物.实验结果表明,当有机高岭土的用量为0.030 g.L-1时,24 h内塔马亚历山大藻的去除率大于80%;用量0.10 g.L-1时海水中的异氧细菌无法检出,同时对海水中的部分原生动物也具有较强的灭杀作用.     

基于PLC的船舶电站物理仿真综合实验装置的监控设计

开发研制了船舶电站物理仿真实验装置,对其主要的工作原理,尤其是并车控制器设计部分进行简要地介绍.通过对分布式控制结构、底层数据采集和高端管理软件等方面的研究,提出利用WinCC6.0组态软件和西门子S7系列PLC对自动化电站物理仿真实验装置进行监控系统设计.仿真结果表明,系统可以正确地实时监测和记录,监测效果很好.     

船舶压载水外来生物入侵传播的防治

对世界范围内目前正在使用的或正在研究的治理船舶压载水外来生物入侵的技术手段和治理措施等进行了比较详细地阐述,提出控制船舶压载水的排放以及研究较为有效的压载水治理方法是解决压载水携带外来物种入侵性传播的有效途径.     

基于自适应退火遗传算法的船舶管路布局优化方法

采用自适应遗传算法来确定标准遗传算法的杂交率和变异率,尤其对变异率的调整,使其不但能根据个体适应值的大小进行自适应修正,而且能随进化状态的改变而改变,从而增强了算法摆脱局部最优解的能力.同时引入模拟退火思想,通过对标准遗传算法接受算子的退火处理,使其在搜索过程中除了接受优化解以外还以Metropolis准则接受恶化解,提高了种群的多样性,有效地增强了全局寻优能力.通过对适应值函数的退火拉伸,调整了进化前后期的适应值差异,从而加速了寻优过程.最终以形成的自适应模拟退火遗传算法进行船舶管路的三维布局优化,仿真实验表明,该算法不但加快了寻优速度,而且与标准遗传算法相比全局收敛率提高了近30%.     

大型船舶外板自重成型工艺参数数值试验分析

为提高大型船舶外板成型加工生产效率,降低试验成本,在考虑大应变效应基础上,采用有限元方法建立了计算模型并经实船板自重成型试验验证.应用数值模型进行系列船体板自重成型数值试验,建立自重成型数据库.以鞍型板为例,分析工艺参数(如长度、宽度、厚度、半径)对钢板成型的影响规律,给出各工艺参数的影响曲线.参考梁理论计算鞍型板自重成型的公式,建立样本数据的回归模型,使回归模型具有一定的物理意义,从而达到较好的回归拟合效果,为编制船体外板自重成型预报系统打下较好的基础.     

基于线性变参数的船舶运动H∞控制及仿真

为确定船速变化对船舶操纵控制的影响,提出线性变参数H∞航向控制算法.通过变量代换,得到显含船速项的Nomoto船舶运动方程,以船速作变参数,转换为连续线性变参数系统方程.将其凸分解为多胞表示,利用线性矩阵不等式方法,对多胞的各顶点分别设计满足H∞性能和动态特性的输出反馈航向控制器,综合顶点控制器得到具有同样多胞结构的全局连续变增益控制器.仿真结果表明,该控制器能有效控制船舶航向.     

船舶航向非线性输出反馈控制

为解决船舶航向控制系统的模型不确定性、高度非线性以及状态变量与控制输入的约束问题,提出一种基于滑模控制的反馈控制算法.利用递归迭代设计法,将非线性滑动模态建立到扩展状态空间,并结合增量反馈控制,无须对不确定项进行估计.在系统输入增益符号已知条件下可自动寻找使系统稳定的控制量,避免变结构控制的抖振以及输出反馈控制的稳态误差及超调,并保证闭环系统的高阶状态变量严格有界.应用船舶非线性水动力模型进行航向控制仿真.结果表明,控制器对系统参数摄动及外界干扰不敏感,具有强鲁棒性.