智能PID控制器在船舶发电机电压控制中的应用

解决船舶发电机在负荷突变尤其是大负荷突变时能够稳定发电机端电压是控制系统需要解决的基本问题.为此提出和使用一种新型智能PID控制系统,其中PID控制器由三层前馈神经网络组成.利用神经网络的自学习能力,PID控制器的参数能够根据系统动态特性通过神经网络权系数进行自行调整,其特点是结构简单、工作稳定.仿真结果表明,该智能PID控制器比传统的PID控制器具有对扰动响应速度快和具有更好的控制效果和更好的鲁棒性,能更好地稳定船舶发电机端电压.该智能PID控制器已用于船舶发电机控制系统中,并取得满意的效果.     

船舶航向非线性迭代滑模变结构PID控制

针对一类不确定非线性受扰动系统,提出非线性迭代滑模变结构PID控制方法.通过对系统输出迭代设计非线性滑模函数,并引入传统PID控制,综合了滑模变结构控制与PID控制的鲁棒性强的特点,避免了传统PID控制积分引起的超调以及变结构控制的抖振问题.设计了船舶航向控制器.仿真结果表明,非线性迭代滑模变结构PID控制下的系统阶跃响应超调明显减小,定常干扰下的静态误差得到消除,稳定时间明显缩短并可通过设计参数调节,表明控制算法具有强鲁棒性.     

螺旋桨的四象限推力系数和转矩系数的Matlab实现方法

针对船舶四象限螺旋桨推力系数和转矩系数的计算问题,提出一种基于Matlab的实现方法,将已有数据保存为Excel文档,建立Matlab与Excel的读取通道,然后在Matlab环境中制作操作界面,根据界面中输入的螺旋桨参数利用计算机在数据中进行检索、内插,从而达到直接计算上述系数的目的.通过计算实例和螺旋桨敞水试验结果的比较,可以看出程序设计思想和计算方法是合理的,所得计算结果的精度完全能够满足船舶动态仿真的需要.     

小型集装箱船自行靠离泊安全性评价

针对船长能否自行安全操纵船舶靠离码头问题,通过研究有关船舶靠离泊操纵安全资料,分析影响靠离泊安全的各种因素,在专家调查的基础上确定各指标的影响程度;利用模糊数学的综合评判方法建立评判模型,确保评价结果的客观性、综合性、实用性和合理性,用于指导船长对船舶安全靠离泊的评估.     

4Cr9Si2船用柴油机排气阀抗热腐蚀性能

为了解船用柴油机排气阀材料4Cr9Si2的抗热腐蚀性能,用金相显微镜、电子探针和能谱对其腐蚀进行分析.结果表明,4Cr9Si2在500~800℃的抗热腐蚀性能低于1Cr18Ni9,合金中足够的铬含量可以在腐蚀孕育期使合金表面形成致密连续的保护性氧化膜,从而改善合金的热腐蚀性能.镍可以在热腐蚀的加速扩展期起固定硫的作用,从而减缓、延迟了硫向合金基体内的扩散,提高合金的热腐蚀抗力.     

船用吸附式空调制冷系统可行性设计

分析吸附式制冷应用于船舶空调中的可行性,对其在商船上的应用进行实用性结构设计,对系统的组成进行优化,使之更接近理想循环.对船舶在航行和在港两种情况的热量来源进行控制,并实现了吸附与脱附过程的自动切换,为船舶在运行中实现自动控制提供基础,也为推动吸附式制冷系统在实船上的使用提供新途径.     

非专用谷物装载船满载舱谷物倾侧体积矩的求取方法

依据IMO谷物装运规则,建立了非专用谷物装载船谷物倾侧数学模型,针对货舱形状及结构尺度的差异性,区分出不同结构条件对谷物倾侧体积矩产生的影响,分别推导出装载舱舱口两端、舱口内和舱口两侧谷物倾侧体积矩的计算公式,从而形成了完整的谷物倾侧体积矩的计算方法.     

航线设计适任性的模糊综合评估

为确保准确、公正地评估船舶驾驶员航线设计能力,针对评估工作的复杂性和模糊性,利用模糊综合评判方法对由驾驶台资源、航行安全、经济、标绘、报告五要素所构成的航线设计系统进行评估.通过确定评估指标和隶属度,建立多层次的综合评估数学模型,最终给出船舶驾驶员是否具备航线设计能力的确定值.经评估验证,所得到的数学模型比较可靠.对海员适任评估方法改进具有一定的指导意义.     

基于泊位坐标的无人船自主靠泊仿真研究

针对神经网络自主靠泊控制器只能完成特定港口的靠泊,而无法拓展到其他没有训练数据的泊位这一问题,提出一种以泊位顶点为原点,岸线为y轴的坐标系(泊位坐标系)。采用泊位坐标系中相对位置来训练神经网络控制器,在V.Dragon-5000航海模拟器中选取集装箱船“银河号”,在大连港进行靠泊训练后,成功将靠泊控制器拓展到没有训练数据的深圳蛇口港与新加波樟宜港。仿真验证了采用新建立的坐标系可以拓展神经网络自主靠泊控制器适用范围,减小训练数据所需的成本。     

振动控制技术的研究

研究了一种新型的作动器,主要用来解决由发动机所引起的船舶甲板的振动问题.通过机械机构及控制系统来实现激振频率及振幅的在线跟踪调节,控制系统可自动识别相角差及振动幅值并自动进行调节.模糊控制器可显著地减小船舶的振动,作动器与激振器相角差控制方面首次提出了优化模糊控制算法,与传统模糊控制算法比较,模糊控制规则可根据实际测试结果进行确定,然后由程序进行分段线性优化,提高了相位角差调整的精度,理论分析和仿真结果表明,当系统模型参数发生变化时,该作动器具有良好的特性,对于抵消来自振源的振动具有良好效果.