【摘 要】
：
为设计一种节能并且鲁棒性强的船舶航向保持控制器,将非线性反馈算法与积分滑模控制相结合,设计非线性反馈积分滑模控制器用于船舶航向保持.非线性反馈积分滑模控制器建立在积分滑模控制器的基础上,利用非线性函数处理反馈误差,从而达到节能的作用.证明了积分滑模曲面的李雅普诺夫稳定性,并进行了仿真实验.从仿真结果可以看出,非线性反馈积分滑模控制在不影响航向保持精度的前提下,能够降低舵力,但是,船舶的横漂运动和转艏运动会受到影响.在设计非线性反馈积分滑模控制器的同时,分析了非线性反馈算法对船舶各状态的影响,对非线性反馈算
【机 构】
：
大连海事大学航海学院,辽宁大连116026;东京海洋大学海洋工学部,东京135-8533;大连海事大学航海学院,辽宁大连116026;东京海洋大学海洋工学部,东京135-8533
论文部分内容阅读
为设计一种节能并且鲁棒性强的船舶航向保持控制器,将非线性反馈算法与积分滑模控制相结合,设计非线性反馈积分滑模控制器用于船舶航向保持.非线性反馈积分滑模控制器建立在积分滑模控制器的基础上,利用非线性函数处理反馈误差,从而达到节能的作用.证明了积分滑模曲面的李雅普诺夫稳定性,并进行了仿真实验.从仿真结果可以看出,非线性反馈积分滑模控制在不影响航向保持精度的前提下,能够降低舵力,但是,船舶的横漂运动和转艏运动会受到影响.在设计非线性反馈积分滑模控制器的同时,分析了非线性反馈算法对船舶各状态的影响,对非线性反馈算法的进一步改进具有一定的参考价值.
其他文献
为提高海上交通监管中的多船会遇冲突评估能力,保障船舶航行安全,提出一种考虑船舶感知差异的多船会遇冲突评估方法.采用水域自适应的船舶领域作为冲突量化的依据,综合考虑冲突中船舶间的时间接近度和空间接近度以及不同大小船舶对冲突的感知差异,构建有向的船舶冲突严重度量化指标;基于多船会遇场景中的冲突关系,建立多船冲突有向图网络,并结合冲突属性和网络拓扑属性量化节点船舶的参与度,确定多船冲突中的关键节点船舶.以浙江舟山一处受限水域进行实例验证,试验结果表明:该模型可准确识别不同大小船舶对冲突的感知产生的差异,对受限水
船舶碰撞的事故现场难以进行实地勘查和保留,传统调查主要靠收集证据进行定性分析,伴随海事行业的现代化发展,船舶碰撞事故调查也逐步向多途径、科学化的方向进行探索.对一起真实碰撞案例进行模拟仿真,采用显示动力学和计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)定量分析出船舶碰撞不只发生一次.第一次碰撞发生在船B船头右舷外板处,历时0.5 s.碰撞后船A获得较大的横向速度,在水阻力下间隔2.9 s后与船B发生第二次碰撞,导致船A右舷舭部外板向内凹陷,船B艏柱出现条状划痕,上端碰撞
实时准确地估计海浪预报不确定下的船舶运动姿态是一个非常困难的问题.为解决该问题,通过分析海浪预报的随机误差对船舶运动姿态估计的影响,建立基于不确定性海况预报数据的船舶运动姿态估计模型;引入多项式混沌展开方法,实现船舶运动姿态估计的不确定性量化(Uncertainty Quantification,UQ);利用船舶横摇运动仿真系统对多项式混沌展开(Polynomial Chaos Expansion,PCE)进行验证,并与常用的蒙特卡洛仿真方法(Monte Carlo Simulation,MCS)进行对比
针对易流态化固体散货船北上返回国内航线事故频发,而目前又缺少相应的气象安全保障服务产品的现状,采用风险分析理论和模糊综合评价方法,并使用国家气象中心的细网格、短时间步长的风、浪和海流预报资料,研发一种针对易流态化固体散货船在大风浪中的航行风险预评估系统.该系统已在国家气象中心网站上运行,可为从事易流态化固体散货船经营的航运企业和船长提供一种新型航行安全保障的气象服务产品.结果表明:使用该系统可望提前预判易流态化固体散货船北上航行的风险状况,从而避免事故的发生.
为满足国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)海员培训、发证和值班标准国际公约(Inter-national Convention on Standards of Training,Certification and Watchkeeping for Seafarers,STCW)2010年修正案提出的仿真训练需求,基于虚拟现实技术的三维虚拟船舶训练系统逐渐成为航海模拟器训练的有效扩展和补充.针对三维虚拟船舶开发过程中模型数量巨大和交互模型复用性差的问
针对极地邮轮设备总体参数配置方案评估多属性决策问题,建立了相关的评估模型,提出了一种基于主客观组合权重下多方法融合的评估方法.该方法首先利用层次分析法与熵权法计算各指标的主观和客观权重,并将两种权重进行组合;然后利用TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)与灰关联评估分别进行选型方案评估,并使用证据理论对两者的评估结果进行融合.基于敏感度分析,发现这种主客观权重融合的方法具有更好的稳定性.对实际选型案
船舶遭遇大波浪载荷后极可能产生结构崩溃事故,集装箱船具有甲板大开口,在大波浪下更容易产生结构动态崩溃.文章提出一种联合三维势流理论和非线性有限元的数值仿真方法用于计算集装箱船在波浪下的结构崩溃响应,采用势流理论计算船体的波浪载荷,采用非线性有限元计法计算结构的崩溃响应,实现波浪载荷由水动力模型至有限元模型的映射,以典型的集装箱船为研究对象,研究集装箱船在系列波浪下的结构崩溃响应和规律.首先建立集装箱船的水动力模型,然后建立适用于结构崩溃响应模拟的集装箱船非线性有限元模型,采用文章中的联合仿真方法求解,计算
海涂围垦工程对周边水动力、泥沙冲淤以及生态环境有较大影响.文章采用MIKE21水动力模块对舟山绿色石化围垦工程前后的水动力变化进行对比分析,并结合经验公式对泥沙冲淤进行了详细研究.结果表明,该工程海域整体潮流运动以往复流为主,围垦工程设计以顺应潮流运动方向为指导,工程前后大范围的流场改变较小,仅在工程周边受岸线改变的小范围区域内流速流向有较大改变,工程后流速变化的极个别区域因受挑流作用,最高差值控制在0.4 m/s内,较工程前流速变化率在35％左右,大范围的流速变化值为0.03～0.12 m/s,较工程前
针对海上船舶目标的识别问题,提出基于光学遥感影像的船舶目标识别方法.利用高分卫星遥感资料为数据源,选取高分遥感影像为对象进行图像增强、裁剪和图像切片等操作.在切片图像中进行局部阈值分割处理,研究最大类间方差法(Otsu)、最大熵值算法(Kapur,Sahoo and Wong,KSW)和基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)的KSW算法等3种分割算法的性能差异.将局部阈值分割后的图像合成后,通过轮廓特征提取完海上船舶目标的识别.结果表明:在遥感影像的分割阶段,采用基于GA的KSW算法具有
由于内河水域电子航道图在完整性和及时性方面的不足,传统依赖电子航道图的船舶轨迹停留点挖掘方法在准确率和效率方面受到限制.在线地图资源蕴含着大量的地理空间语义信息,能为船舶活动轨迹提供丰富的地理关联解译.综合利用互联网中的地图数据服务,提出一种基于反地理编码的内河船舶轨迹停留语义信息提取方法.识别船舶在港口、码头等区域的轨迹停留段,提取每段的停留中心点;利用在线地图的反地理编码服务获取停留中心匹配的区域集合,计算每个区域的船舶停留特征;基于关键字对多个区域进行融合,生成船舶轨迹的停留语义信息.利用2018年