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搭载无刷电机推进器的ROV滑模控制研究
1
作者 王宝金 韩瑞 许明杰 《机械设计与制造》 北大核心 2026年第4期167-172,177,共7页
随着对海洋资源的不断探索和开发,越来越多的水下机器人逐渐代替人类进行水下作业。ROV在水下易受到水流、波浪的影响,增加了操控困难性,减弱了系统稳定性。通过建立水下机器人ROV的运动控制模型,利用滑膜控制算法构建滑膜控制器,在MATL... 随着对海洋资源的不断探索和开发,越来越多的水下机器人逐渐代替人类进行水下作业。ROV在水下易受到水流、波浪的影响,增加了操控困难性,减弱了系统稳定性。通过建立水下机器人ROV的运动控制模型,利用滑膜控制算法构建滑膜控制器,在MATLAB/Simulink模块下,对ROV的定深和定艏任务进行仿真分析,获得运动曲线图。同时建立了模糊PID控制器并进行仿真分析,通过对比两种控制器的仿真运动曲线图,ROV定深和定艏运动中使用滑模控制器的控制效果明显优于模糊PID控制器,滑模控制不仅避免了超调现象,具有更强的抗干扰能力和响应速度,能够满足ROV定深与定艏的运动需求。 展开更多
关键词 ROV 滑膜控制 运动控制 仿真试验
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舵翼型对船-舵系统回转性影响的数值研究
2
作者 朱一鸣 奚英奇 +2 位作者 刘靖峤 陈昌哲 邹璐 《海洋工程》 北大核心 2026年第1期175-184,共10页
以KCS集装箱标模和NACA翼型舵组成的船-舵系统为研究对象,通过求解RANS方程,对船-舵系统的舵力试验、纯横荡试验和纯艏摇试验进行数值模拟。基于计算得到的船-舵系统的水动力和力矩,通过曲线拟合确定对应的水动力导数。结合船-舵系统水... 以KCS集装箱标模和NACA翼型舵组成的船-舵系统为研究对象,通过求解RANS方程,对船-舵系统的舵力试验、纯横荡试验和纯艏摇试验进行数值模拟。基于计算得到的船-舵系统的水动力和力矩,通过曲线拟合确定对应的水动力导数。结合船-舵系统水动力参数、水动力导数以及回转性指数的数值计算结果,研究了不同舵翼型对船-舵系统回转性的影响。结果显示:船-舵系统水动力参数随舵剖面厚度的增大而减小。在小舵角(10°以内)下,船-舵系统水动力参数中纵向力受舵翼型影响并不显著,而横向力和转艏力矩出现了较为显著的差异;在大舵角(10°以上)下,3种力受翼舵型影响显著。作用在船后舵上的法向力随舵翼型厚度的增大而减小,增加翼型厚度会降低船舶回转性。 展开更多
关键词 船-舵系统 约束模试验 水动力参数 回转性 计算流体动力学
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基于旋转矩阵姿态表示的水下航行器自适应容错控制
3
作者 刘葳兴 李晨 +1 位作者 田仪凡 张之阳 《舰船科学技术》 北大核心 2026年第6期150-158,共9页
针对欧拉角和单位四元数在求解大角度旋转机动时表现出的奇点和解绕局限问题,本文研究自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)在六自由度下的无模型跟踪控制方案。通过构建基于旋转矩阵的动力学模型,提出将姿态误差从SO(3)... 针对欧拉角和单位四元数在求解大角度旋转机动时表现出的奇点和解绕局限问题,本文研究自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)在六自由度下的无模型跟踪控制方案。通过构建基于旋转矩阵的动力学模型,提出将姿态误差从SO(3)空间转换为欧几里得空间。并建立了分层回声状态网络(Hierarchical Echo State,ESN)来估计水动力系数和执行器故障,辅以协同批评网络(Cooperative Critic Network,CCN)增强学习能力。在保证高跟踪性能的同时,系统鲁棒性得到显著增强。基于旋转矩阵和分层ESN的控制方案有效克服传统姿态表示局限,适合自主水下航行器大角度转动。 展开更多
关键词 自主水下航行器 旋转矩阵 回波状态网络 容错控制
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倒车停船性能数值模拟
4
作者 彭力 詹成胜 《船海工程》 北大核心 2025年第4期19-25,共7页
采用将真实桨简化的螺旋桨体积力法进行倒车停船操纵运动数值模拟,通过油船KVLCC1相匹配的FP桨倒车停船工况的水动力性能模拟计算、船舶倒车停船操纵运动模拟计算、将计算结果与试验结果对比分析等工作,验证了螺旋桨体积力法在船舶倒车... 采用将真实桨简化的螺旋桨体积力法进行倒车停船操纵运动数值模拟,通过油船KVLCC1相匹配的FP桨倒车停船工况的水动力性能模拟计算、船舶倒车停船操纵运动模拟计算、将计算结果与试验结果对比分析等工作,验证了螺旋桨体积力法在船舶倒车停船操纵运动数值模拟中的应用。 展开更多
关键词 CFD 停船操纵运动 螺旋桨体积力法
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浅水规则波中舰船压力场目标特性快速算法
5
作者 邓辉 李沛豪 +2 位作者 易文彬 夏维学 孟庆昌 《兵工学报》 北大核心 2025年第5期182-192,共11页
舰船航行引起的压力场特性是海战场的重要信息源,而舰船航行遭遇波浪,船-波相互作用引起的压力波动成为舰船自身压力场的背景干扰,影响目标的预判与识别。针对浅水规则波环境,开展舰船航行引起的压力场目标特性快速算法研究。基于浅水... 舰船航行引起的压力场特性是海战场的重要信息源,而舰船航行遭遇波浪,船-波相互作用引起的压力波动成为舰船自身压力场的背景干扰,影响目标的预判与识别。针对浅水规则波环境,开展舰船航行引起的压力场目标特性快速算法研究。基于浅水波动理论结合造波源项与移动压力项法,建立适用于浅水规则波环境的压力场建模方法,提出灵活高效的算法,并独立编写预报程序,逐步实现浅水规则波环境、静水中舰船压力场模拟以及舰船迎浪航行引起的压力时空演变特性预报。在验证性研究基础上,对比分析船、浪遭遇前后引起的压力场特性,以及亚、超临界航速下压力分布特性,揭示波浪对压力场特性的影响,为海洋环境干扰下舰船目标特性的预报与识别提供理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 舰船 波浪环境 压力场 快速预报算法 目标特性
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限制水域中水陆两栖救援艇操纵性数值分析 被引量：1
6
作者 温佳栋 邵江燕 +2 位作者 程旗鹏 刘维勤 王绪明 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第3期80-91,共12页
[目的]为研究限制水域中水陆两栖艇的操纵性,提出一种操纵运动预报方法并对救援艇在近岸、浅水中的操纵性能进行研究。[方法]采用基于CFD的操纵性能分析方法,通过CFD求解两栖艇水动力特性,通过操纵运动方程分析限制水域中两栖艇操纵性... [目的]为研究限制水域中水陆两栖艇的操纵性,提出一种操纵运动预报方法并对救援艇在近岸、浅水中的操纵性能进行研究。[方法]采用基于CFD的操纵性能分析方法,通过CFD求解两栖艇水动力特性,通过操纵运动方程分析限制水域中两栖艇操纵性能。针对限制水域中两栖艇操纵性分析,自主开发四阶龙格库塔操纵运动方程求解器,对所开发的求解器进行验证并应用其分析救援艇在近岸及浅水中的回转性能与转艏纠偏能力。[结果]结果显示,近岸距离减小到1.2倍艇宽时,战术回转直径减小5.86%,回转性能提升,操纵灵敏性降低一半;水深吃水比h/d降至1.2时,救援艇的战术回转直径增大1.5倍,回转性能明显下降,而转艏滞后时间消失。[结论]研究表明,所提方法可用于救援艇在限制水域中的操纵运动预报,适用于救援艇操纵性设计优化。 展开更多
关键词 水陆两栖救援艇 限制水域 操纵性 水动力特性 数值分析
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基于体积力法的艏艉对称型船舶回转操纵数值研究 被引量：1
7
作者 薛顺 杨旺林 +3 位作者 陆晔 纪仁玮 栗铭鑫 李永正 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第3期25-31,共7页
本文采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法,基于STAR-CCM+软件对一种新型首尾对称肥大型船舶回转性能进行数值预报。首先采用重叠网格和螺旋桨体积力相结合的方法,数值模拟该船舶在不同工况(静水、波浪)下的回转... 本文采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法,基于STAR-CCM+软件对一种新型首尾对称肥大型船舶回转性能进行数值预报。首先采用重叠网格和螺旋桨体积力相结合的方法,数值模拟该船舶在不同工况(静水、波浪)下的回转试验,重点分析了该船舶的回转半径和初始转首性能,其次对比了其在波浪条件下的回转性能。研究结果表明该船具有优良的回转能力,其回转半径较小,但在转向初期响应缓慢,表现出较差的初始转首性,并且其回转性能受到波浪的影响较小。研究结果为类似船型的设计优化提供重要参考,未来将致力于通过设计和操纵策略的调整,进一步提升该船型的操纵性能。 展开更多
关键词 数值模拟 首尾对称型船舶 船舶回转 操纵性
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极地浮冰区船舶回转操纵性数值仿真研究 被引量：1
8
作者 闫宏生 陈梓昊 王锡军 《船舶力学》 北大核心 2025年第7期1034-1047,共14页
为探究极地船舶在极地浮冰区中的回转操纵特性,本文采用CFD–DEM相结合的方法,针对一艘中型极地船舶在浮冰区中的回转运动过程进行了数值仿真研究。模拟考虑了船舶在不同舵角以及不同密集度浮冰区中的回转过程,并对船舶回转运动的参数... 为探究极地船舶在极地浮冰区中的回转操纵特性,本文采用CFD–DEM相结合的方法,针对一艘中型极地船舶在浮冰区中的回转运动过程进行了数值仿真研究。模拟考虑了船舶在不同舵角以及不同密集度浮冰区中的回转过程,并对船舶回转运动的参数进行预报。结果表明,浮冰的存在会对船舶的回转运动产生显著阻碍,浮冰区回转战术直径的范围是敞水工况战术直径的1~1.5倍。船体受到的力和力矩具有较强的随机性,航速与艏摇角速度时历曲线瞬时起伏更明显。相同舵角下,船舶受到的冰纵向力随浮冰密集度增加而增加,流体纵向力变化不明显;平均总侧向力、总偏航力矩方向与回转操纵方向一致,平均冰偏航力矩则更多偏向于回转操纵的相反方向。 展开更多
关键词 极地船舶 离散元方法 计算流体力学 浮冰区 操纵性
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基于误差监测机制的船舶操纵运动自适应在线建模 被引量：1
9
作者 余耀辉 刘溯扬 +2 位作者 王子豪 谢文博 彭艳 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期58-64,共7页
[目的]针对实际航行中船舶动态特性变化所导致的模型失准问题,提出一种基于误差监测机制的船舶操纵运动自适应在线建模方法。[方法]通过模型预测误差监测机制判断模型更新时机,结合滑动窗口技术和支持向量机,基于航行数据实现模型的自... [目的]针对实际航行中船舶动态特性变化所导致的模型失准问题,提出一种基于误差监测机制的船舶操纵运动自适应在线建模方法。[方法]通过模型预测误差监测机制判断模型更新时机,结合滑动窗口技术和支持向量机,基于航行数据实现模型的自适应重训练更新。以KCS集装箱船为研究对象,在变航速的Z形和回转运动场景下对所提方法进行测试验证,并分析误差监测机制中的超参数选取对在线建模的影响。[结果]仿真结果表明,误差检测机制能够降低模型在线更新频率,节约计算资源。相较于离线方法,所提方法在船舶动态特性变化时能够及时更新模型,保障预测精度。[结论]所提方法适用于船舶自身属性、环境变化等引发的动力学特性变化场景,可为船舶运动在线建模与预报提供技术方法,具有实际的工程意义。 展开更多
关键词 船舶 操纵性 人工智能 运动控制 运动预测 在线建模 系统辨识 时变系统
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基于SVR的船舶简化分离型模型水动力系数辨识研究 被引量：1
10
作者 宋利飞 王毓清 +3 位作者 彭伟 李培勇 刘禹杉 张永峰 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期65-75,共11页
[目的]为解决船舶分离型(MMG)模型水动力系数辨识存在的共线性和参数漂移问题,提出一种基于支持向量回归(SVR)的三自由度简化分离型模型建模方法。[方法]首先,在样本数据的基础上提出一种数据预处理策略,以提升样本的有效性;然后,通过La... [目的]为解决船舶分离型(MMG)模型水动力系数辨识存在的共线性和参数漂移问题,提出一种基于支持向量回归(SVR)的三自由度简化分离型模型建模方法。[方法]首先,在样本数据的基础上提出一种数据预处理策略,以提升样本的有效性;然后,通过Lasso回归算法筛选对模型影响较显著的水动力系数,以减小多重共线性的程度;接着,针对分离型模型推导水动力系数辨识的回归模型,通过SVR进行水动力系数辨识;最后,采用差分法和数据中心化重构回归模型,以削弱参数漂移对水动力辨识误差的影响。[结果]试验结果显示,水动力系数预报值与数值模拟结果吻合较好,均方根误差(RMSE)和相关系数(CC)的计算结果均在良好范围内。[结论]通过SVR算法可以成功辨识出分离型模型的水动力导数,辨识得到的水动力系数精度较高,并且所建立的模型具有较好的预报能力和鲁棒性。 展开更多
关键词 船舶 操纵性 水动力学 数学模型 参数辨识 支持向量回归 白箱建模
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基于改进扩展卡尔曼滤波算法的无人艇MMG模型参数辨识 被引量：1
11
作者 孙蓬勃 董早鹏 +2 位作者 刘伟 盛金亮 李志豪 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期38-46,共9页
[目的]为了构建喷水推进无人艇准确的船舶操纵分离型数学模型(MMG),利用传统扩展卡尔曼滤波算法(EKF)和改进EKF算法并结合实艇数据进行参数辨识。[方法]首先,为了充分利用隐藏在历史数据中的有效信息,以传统EKF算法为基础,提出融合多新... [目的]为了构建喷水推进无人艇准确的船舶操纵分离型数学模型(MMG),利用传统扩展卡尔曼滤波算法(EKF)和改进EKF算法并结合实艇数据进行参数辨识。[方法]首先,为了充分利用隐藏在历史数据中的有效信息,以传统EKF算法为基础,提出融合多新息理论和动态遗忘因子的改进EKF算法。然后,基于实艇数据,对MMG模型中的未知参数进行辨识。最后,将辨识得到的参数值代入建立的MMG模型中,输入与实艇数据相同的舵角和主机转速,通过仿真得到艏向角、纵向速度、横向速度、艏向角速度和位置信息数据,并进行对比分析。[结果]结果表明,相比于传统EKF算法,改进EKF算法各项数据的均方根误差指标和对称平均绝对百分比误差指标都更接近于0,其中均方根误差指标最高降低了20.02%,对称平均绝对百分比误差指标最高降低了26.84%。[结论]提出的改进EKF算法具有更高的辨识精度,所建立的无人艇MMG模型具有较高的准确性。 展开更多
关键词 无人艇 参数辨识 MMG模型 扩展卡尔曼滤波 多新息理论 动态遗忘因子
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Co-Kriging方法在潜艇变舵角水动力预测上的应用 被引量：1
12
作者 齐波 程细得 《船海工程》 北大核心 2025年第4期13-18,共6页
针对潜艇在大舵角工况下的水动力难以预测,以装配X型艉舵的Joubert BB2潜艇为研究对象,采用Co-Kriging模型融合高、低可信度样本数据,对BB2潜艇变单舵角耦合攻角工况下的水动力进行建模预测,高、低可信度的样本数据采用不同密度网格的CF... 针对潜艇在大舵角工况下的水动力难以预测,以装配X型艉舵的Joubert BB2潜艇为研究对象,采用Co-Kriging模型融合高、低可信度样本数据,对BB2潜艇变单舵角耦合攻角工况下的水动力进行建模预测,高、低可信度的样本数据采用不同密度网格的CFD数值计算结果区分,同时后续在大舵角区间上进行EI序贯加点以不断提高预测精度。在相同的计算资源下对比Kriging方法,并采用测试集对模型精度进行误差验证。结果显示,Co-Kriging模型对于潜艇变舵角工况下的水动力预测具有适用性,在大舵角区间内,EI加点策略能够在误差较大的变量边界处进行加点,提升了模型预测精度,同时相对于Kriging模型,Co-Kriging模型也存在精度和效率上的优势。 展开更多
关键词 潜艇 水动力 Co-Kriging模型 EI准则
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基于CFD的旋筒风帆在上层建筑环境下性能研究
13
作者 张泽瑞 陈伟民 +1 位作者 高玉玲 杜云龙 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第22期75-80,共6页
为探究船舶航行侧向来风时上层建筑对旋筒风帆空气动力性能可能产生的影响,本文运用RANS方法,对目标旋筒风帆进行数值计算,得出其在不受上层建筑干扰情况下的空气动力性能,通过与风洞模型试验数据对比,以此确定旋筒风帆数值计算策略。... 为探究船舶航行侧向来风时上层建筑对旋筒风帆空气动力性能可能产生的影响,本文运用RANS方法,对目标旋筒风帆进行数值计算,得出其在不受上层建筑干扰情况下的空气动力性能,通过与风洞模型试验数据对比,以此确定旋筒风帆数值计算策略。在上层建筑环境下,针对2种布置方案的旋筒风帆开展不同风况下的数值计算研究,并绘制旋筒风帆的空气动力系数雷达图。结果表明,在风向角为90°时,相较于无上层建筑影响的情形,3D布置方案的推力系数降低了24.93%;6D布置方案的推力系数降低了11.01%。通过对比2种布置方案下旋筒风帆的空气动力性能,得出结论,上层建筑会对旋筒风帆的空气动力性能会产生负面影响,但这种干扰会随两者之间的距离增加而减小。 展开更多
关键词 风力助推 旋筒风帆 空气动力性能 上层建筑 布置方案
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基于辨识所得非参数模型的船舶运动控制参数整定研究
14
作者 欧阳子路 贺宏伟 +2 位作者 何宇 邹璐 邹早建 《船舶力学》 北大核心 2025年第12期1862-1873,共12页
采用辨识得到的非参数模型对船舶运动控制参数进行整定。本文利用采集获得的船舶运动数据,应用局部高斯过程回归(Local Gaussian Process Regression,LGPR)方法对船舶运动进行非参数建模与预报。将控制参数的整定问题转化为优化问题,设... 采用辨识得到的非参数模型对船舶运动控制参数进行整定。本文利用采集获得的船舶运动数据,应用局部高斯过程回归(Local Gaussian Process Regression,LGPR)方法对船舶运动进行非参数建模与预报。将控制参数的整定问题转化为优化问题,设计可以提高控制性能的适应度函数,并利用遗传算法(Genetic Algorithm GA)对控制参数进行整定。仿真试验结果表明,本文所提出的方法在路径跟随与避障控制中具有良好的控制精度与动态性能。 展开更多
关键词 船舶操纵 非参数模型 高斯过程回归 运动控制 避障控制
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基于体积力法的船舶回转运动数值模拟
15
作者 郝昊 陈伟民 +1 位作者 杜云龙 张青山 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第1期43-48,共6页
随着船舶大型化的发展,反映船舶机动性的回转性能变得越来越重要。在船舶设计中,往往通过加装呆木提高船舶的航向稳定性,但是却对回转性能有着不利影响。在商业软件STAR-CCM+上采用体积力法、重叠网格技术及六自由度运动模型,开展了某... 随着船舶大型化的发展,反映船舶机动性的回转性能变得越来越重要。在船舶设计中,往往通过加装呆木提高船舶的航向稳定性,但是却对回转性能有着不利影响。在商业软件STAR-CCM+上采用体积力法、重叠网格技术及六自由度运动模型,开展了某集装箱船的回转运动数值模拟。加装呆木前后船模回转过程中失速和横倾角的变化进行对比,分析了回转性能变化的原因。结果显示,数值预报的各项回转运动的特征值与试验的误差在10%以内,证明本文采用的计算方法有效,可以为呆木的前期设计提供可靠参考。 展开更多
关键词 船舶 回转运动 数值模拟 呆木
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基于深度卷积神经网络AUV六自由度运动辨识建模
16
作者 李辰宇 梅斌 +2 位作者 白响恩 张杰 王恒 《中国航海》 北大核心 2025年第4期36-46,共11页
针对自主水下航行器(AUV)的动力学建模问题,考虑AUV六自由度运动的非线性,提出一种基于深度卷积神经网络的非线性系统黑箱辨识建模方法。提取舵信号最大幅值对应频率,作为变分模态分解(VMD)降噪方法的设置阈值,降低AUV模型试验数据噪声... 针对自主水下航行器(AUV)的动力学建模问题,考虑AUV六自由度运动的非线性,提出一种基于深度卷积神经网络的非线性系统黑箱辨识建模方法。提取舵信号最大幅值对应频率,作为变分模态分解(VMD)降噪方法的设置阈值,降低AUV模型试验数据噪声,解决了VMD分层参数难以调谐的问题;利用双向长短期记忆(BiL-STM)和注意力机制,建立非线性系统黑箱模型,利用Adam优化方法求解AUV六自由度运动黑箱模型;采用AUV船模试验数据开展模型训练和预测验证,并与CNN-LSTM、CNN-BiLSTM和CNN-LSTM-Attention建模方法作比较,求解并分析AUV运动的速度项、姿态角和运动轨迹。试验结果表明:深度卷积神经网络的均方根误差(RMSE)、决定系数(R^(2))和平均绝对百分比误差(SMAPE)比CNN-LSTM模型分别改善了79.29%、3.84%和74.41%,验证运动建模方法的可行性和有效性。该方法能为水下航行器的精确避碰和自主导航提供一种有效的动力学建模策略。 展开更多
关键词 自适应变分模态分解 双向长短期记忆 注意力机制 水下航行器船模试验
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换热管束流体弹性激振稳定性边界分析方法
17
作者 张伟 张皓 +1 位作者 张维 廖聪 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第23期36-42,共7页
为研究流体动力激励下换热管束振动机制及其失稳边界,减少对复杂物理实验的依赖。本文采用离散粘性涡域方法求解了换热管束的流体激励载荷,结合管束振动微分方程,建立了换热管束横向绕流弹性激振数学模型;并基于小参数和线性系统假设,... 为研究流体动力激励下换热管束振动机制及其失稳边界,减少对复杂物理实验的依赖。本文采用离散粘性涡域方法求解了换热管束的流体激励载荷,结合管束振动微分方程,建立了换热管束横向绕流弹性激振数学模型;并基于小参数和线性系统假设,确定了多管束稳定性临界流速求解条件;同时,基于对换热管束流体载荷近程特性和管束对称性的分析,利用相似性准则,研究了由典型3管束单元求解5管束结果稳定性临界流速计算。研究结果表明:通过与试验数据对比,相对误差为15%–20%,证明计算方法对线性对称换热管束稳定性分析的可靠性。 展开更多
关键词 换热器 流体弹性 管束振动 稳定性 临界流速 离散粘性涡 配置法
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基于ν-SVR的船舶动力学机理模型-数据混合驱动建模方法
18
作者 夏桂华 朱文旭 +3 位作者 姜立超 朱可遇 尚晓兵 张智 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第9期1809-1815,共7页
高精度的船舶动力学模型对于海上交通和海洋贸易具有十分重要的意义,然而,现存的船舶动力学机理模型的性能受限于模型结构和水动力参数,船舶动力学数据驱动模型缺乏可解释性。为解决这个问题,提出一种基于nu-支持向量回归(ν-SVR)的船... 高精度的船舶动力学模型对于海上交通和海洋贸易具有十分重要的意义,然而,现存的船舶动力学机理模型的性能受限于模型结构和水动力参数,船舶动力学数据驱动模型缺乏可解释性。为解决这个问题,提出一种基于nu-支持向量回归(ν-SVR)的船舶动力学机理模型-数据混合驱动建模方法。一种Abkowitz模型被用于构成混合模型的机理部分,一种ν-SVR被采用拟合机理模型和真实船之间的残差数据,遗传算法也被混合模型的超参数寻优。所提出方法的性能是基于一艘仿真的Mariner船舶进行验证的。通过多组操纵运动测试案例发现ν-SVR可以有效补偿机理模型的预测残差,同时,所提出的机理模型-数据混合驱动建模方法具有较好的预测精度和泛化能力。 展开更多
关键词 船舶动力学 数据驱动模型 Abkowitz模型 ν-SVR 船舶操纵运动
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基于傅里叶级数处理的船舶操纵性指数辨识
19
作者 吴泽禹 高孝日 王利东 《上海海事大学学报》 北大核心 2025年第3期1-7,21,共8页
为在航海实践环境中快速准确地辨识船舶操纵性指数,提出一种基于傅里叶级数处理的舵角分级分步辨识方案。通过Transas NTPRO 5000全任务航海模拟器收集小、中、大三种舵角级别的操纵试验数据,采用傅里叶级数逼近方法对数据进行平滑化处... 为在航海实践环境中快速准确地辨识船舶操纵性指数,提出一种基于傅里叶级数处理的舵角分级分步辨识方案。通过Transas NTPRO 5000全任务航海模拟器收集小、中、大三种舵角级别的操纵试验数据,采用傅里叶级数逼近方法对数据进行平滑化处理,并针对各舵角级别应用分步辨识方案求解船舶操纵性指数。结果表明,所提出的舵角分步辨识方案可有效处理航海采样数据,提高辨识速度和精度。该方案是一种新型高效的船舶操纵性指数辨识方案,能够适应常见的环境干扰。 展开更多
关键词 船舶操纵性 参数辨识 最小二乘法 傅里叶级数 舵角分组
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开架式ROV水动力模型建立与运动仿真研究
20
作者 江梦洁 陈超核 +1 位作者 张连宾 谭磊 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第4期99-110,共12页
[目的]操纵性是遥控潜水器(ROV)的重要性能特征之一,与其动力学模型密切相关。为了实现对用于清理、检测和修复水下结构物等的开架式ROV的精确控制和操纵,基于其几何外形复杂的结构特性、正航倒航和漂角攻角全角度的运动特性,建立适用于... [目的]操纵性是遥控潜水器(ROV)的重要性能特征之一,与其动力学模型密切相关。为了实现对用于清理、检测和修复水下结构物等的开架式ROV的精确控制和操纵,基于其几何外形复杂的结构特性、正航倒航和漂角攻角全角度的运动特性,建立适用于该ROV的动力学模型。[方法]综合考虑静力、水动力、控制力、线缆力等作用,构建一种适用于所述ROV运动模拟的动力学模型。使用CFD方法模拟ROV稳态运动和非稳态运动来求解水动力系数,采用多元线性回归方法对数据进行处理,获得相关水动力系数,在此基础上通过系数敏感性指数分析进一步优化动力学模型。在Matlab中构建ROV运动操纵性数学模型,对ROV在正反推力作用下的直航及回转运动进行仿真。[结果]结果表明,该动力学模型考虑了水平面和垂直面全角度(即漂角和攻角全角度)的运动需求,能够较好反映结构的不对称性对水动力性能的影响,满足该ROV的运动仿真需求。[结论]研究成果可为ROV水动力系数的计算和空间建模对其操纵性和控制算法的研究提供新的思路,为后续ROV在特殊工况下的作业提供了强有力的数据保障。 展开更多
关键词 遥控潜水器 计算机模拟 水动力模型 水动力系数 计算流体动力学
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