船舶平面分段流水线多目标模糊调度的改进粒子群算法 被引量：4

1

作者 杨志 柳存根 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第5期46-51,共6页

针对船舶平面分段建造过程中广泛存在的不确定性问题,考虑在平面分段流水线调度中引入更贴近实际的模糊调度。以模糊数表示加工时间和交货期,以最小化最大完工时间、最大化平均满意度为调度目标,建立平面分段流水线多目标模糊调度问题... 针对船舶平面分段建造过程中广泛存在的不确定性问题,考虑在平面分段流水线调度中引入更贴近实际的模糊调度。以模糊数表示加工时间和交货期,以最小化最大完工时间、最大化平均满意度为调度目标,建立平面分段流水线多目标模糊调度问题的数学模型,设计了求解该问题的改进多目标粒子群算法。提出一种按反Logistic曲线规律动态变化的惯性权重,从而在一定程度上平衡算法的全局和局部搜索能力;嵌入由3种邻域结构随机排列构造的变邻域搜索算子以增强算法的局部改良性搜索能力;采用一种基于拥挤距离的非支配解动态维护策略以提高解的分布性。结合实例数据,通过对算法进行比较,证实了各项改进措施的有效性,以及所设计算法求解平面分段流水线多目标模糊调度问题的优越性。 展开更多

关键词 平面分段 流水线 模糊调度 多目标 粒子群算法

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基于数据挖掘的船舶平面分段智能调度模型设计 被引量：4

2

作者 石军 柳存根 杨志 《船海工程》 北大核心 2018年第5期60-63,共4页

为了平衡船舶平面分段调度的决策速度与性能,克服调度优先规则与优化算法各自的弊端,开发智能调度原型软件,以配置7个工位的船舶平面分段流水线为例,经过调度知识模式和特征定义、灰狼算法求解、训练数据构建,构造决策树、神经网络、支... 为了平衡船舶平面分段调度的决策速度与性能,克服调度优先规则与优化算法各自的弊端,开发智能调度原型软件,以配置7个工位的船舶平面分段流水线为例,经过调度知识模式和特征定义、灰狼算法求解、训练数据构建,构造决策树、神经网络、支持向量机三种机器学习模型,从中选取与研究问题最匹配的模型,实例计算对比模型的调度性能,验证了所提模型的有效性。 展开更多

关键词 平面分段 数据挖掘 智能调度模型

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水下滑翔机李雅普诺夫稳定性分析 被引量：8

3

作者 赵宝强 王晓浩 +1 位作者 姚宝恒 连琏 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期83-87,共5页

水下滑翔机作为一种新型的水下机器人利用了水平固定翼将净重力转换为前进驱动力,从而降低了水下机器人的功耗,在海洋科学研究、环境监测、资源探测和军事侦察等方面都具有广阔的应用前景。为了得到实际水下滑翔机稳定性与设计参数和控... 水下滑翔机作为一种新型的水下机器人利用了水平固定翼将净重力转换为前进驱动力,从而降低了水下机器人的功耗,在海洋科学研究、环境监测、资源探测和军事侦察等方面都具有广阔的应用前景。为了得到实际水下滑翔机稳定性与设计参数和控制参数之间的关系,将已建立的水下滑翔机一般数学模型应用于具体的实际水下滑翔机上。在此基础上将模型线性化,结合李雅普诺夫稳定性第一定理和第二定理,分析出水下滑翔机定常运动的动态稳定性随设计参数(初稳性高)和控制参数(姿态调节控制量)变化的规律。为水下滑翔机器人的设计和控制提供理论依据。 展开更多

关键词 水下滑翔机 运动稳定性 李雅普诺夫定理 运动控制 动力学模型 初稳性高 直线定常运动 螺旋定常运

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基于等效设计波的船体结构疲劳强度许用应力法(英文) 被引量：8

4

作者 詹志鹄 崔维成 顾晔昕 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第6期923-933,共11页

文章总结了中国船级社疲劳强度评估方法中的许用应力范围方法。该方法用10种主要载荷控制参数下的等效设计波作为基本的计算载荷工况,通过基本计算载荷工况进行组合后求解疲劳应力范围。推导了疲劳许用应力范围计算公式和不同概率水平... 文章总结了中国船级社疲劳强度评估方法中的许用应力范围方法。该方法用10种主要载荷控制参数下的等效设计波作为基本的计算载荷工况,通过基本计算载荷工况进行组合后求解疲劳应力范围。推导了疲劳许用应力范围计算公式和不同概率水平下疲劳应力的转换关系。对不同S-N曲线形式的许用应力范围进行了讨论,给出了中国船级社疲劳强度许用应力范围表格。用实例进行了验证。 展开更多

关键词 船体结构 疲劳强度 许用应力范围 等效设计波

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水下滑翔机附加质量数值计算 被引量：8

5

作者 杨磊 曹军军 +2 位作者 姚宝恒 曾铮 连琏 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第12期116-120,134,共6页

水下滑翔机的附加质量对其运动状态影响较大,本文采用了Hess-Smith(面元法)方法编制了计算任意三维物体附加质量的程序,利用Gambit软件对水下滑翔机进行网格划分,计算出实验室所研制的水下滑翔机附加质量,同时利用CFD(Computational Flu... 水下滑翔机的附加质量对其运动状态影响较大,本文采用了Hess-Smith(面元法)方法编制了计算任意三维物体附加质量的程序,利用Gambit软件对水下滑翔机进行网格划分,计算出实验室所研制的水下滑翔机附加质量,同时利用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术,结合动网格技术和UDF(User-Defined Function),对水下滑翔机进行了PMM(Planar Motion Mechanism)试验模拟,并与Hess-Smith方法得到的结果进行对比,分析两者之间的特点和各自优势。 展开更多

关键词 附加质量 水下滑翔机 面元法 PMM

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自适应粒子群算法在AUV水动力参数辨识中的应用 被引量：7

6

作者 周怡 王俊雄 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第21期90-95,共6页

以自主式水下航行器(AUV)的水动力参数辨识为背景,对其辨识方法进行研究。针对现阶段一些辨识方法中存在的辨识方程未采用AUV六自由度运动方程、需要数据消噪、对数据初值具有敏感性的问题,以及考虑AUV水动力参数多、参数之间耦合度高... 以自主式水下航行器(AUV)的水动力参数辨识为背景,对其辨识方法进行研究。针对现阶段一些辨识方法中存在的辨识方程未采用AUV六自由度运动方程、需要数据消噪、对数据初值具有敏感性的问题,以及考虑AUV水动力参数多、参数之间耦合度高的特点,提出基于最小二乘准则和自适应粒子群优化算法的AUV水动力参数辨识方法,并利用仿真对该方法进行检验。仿真结果表明,该方法具有较好的可行性和鲁棒性,并同粒子群优化算法相比具有更好的稳定性和快速性。 展开更多

关键词 自主式水下航行器 参数辨识 自适应粒子群算法 最小二乘准则 仿真

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水下滑翔机外形设计与水动力计算 被引量：4

7

作者 杨磊 曹军军 +1 位作者 姚宝恒 连琏 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第3期107-112,共6页

水下滑翔机是一种不依靠外部推进装置的水下自主航行器,它通过改变净浮力和浮心位置进行运动,因此要求其具有优良的水动力性能。本文介绍实验室所研制的水下滑翔机的外形设计,对水下滑翔机斜航运动与定常回转运动水动力进行数值计算,并... 水下滑翔机是一种不依靠外部推进装置的水下自主航行器,它通过改变净浮力和浮心位置进行运动,因此要求其具有优良的水动力性能。本文介绍实验室所研制的水下滑翔机的外形设计,对水下滑翔机斜航运动与定常回转运动水动力进行数值计算,并实施拖曳试验,其计算结果与试验结果吻合较好。同时,在湖泊试验中水下滑翔机相继完成了多组锯齿运动和螺旋下潜运动,进一步验证水动力计算结果的准确性,满足工程应用的要求,其结果对水下滑翔机的设计具有一定的指导和借鉴意义。 展开更多

关键词 水下滑翔机 水动力系数 拖曳试验

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基于CFD的新型高速艇艇型静水性能研究 被引量：2

8

作者 李岩 柳存根 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第13期70-73,共4页

深V型艇作为一种优异的改良船型,明显改善了舰船的耐波性及航向稳定性,但由于横向剖面尖瘦,舱室容积相对较小,不利于武器设备的布置,而三体滑行艇作为新型艇型,拥有诸多优势,国内仍处于研究阶段,为了了解这种艇型相对于传统深V艇的优势... 深V型艇作为一种优异的改良船型,明显改善了舰船的耐波性及航向稳定性,但由于横向剖面尖瘦,舱室容积相对较小,不利于武器设备的布置,而三体滑行艇作为新型艇型,拥有诸多优势,国内仍处于研究阶段,为了了解这种艇型相对于传统深V艇的优势大小,利用CFD软件从静水性能方向进行分析研究,从阻力、浮态、兴波及艇底压力分布角度来分析其优劣势,结果表明三体艇仅在Fr?<4.5其阻力及浮态劣于深V艇,其他均处于优势,且随着航速提高优势将继续扩大。 展开更多

关键词 深V艇 三体滑行艇 数值模拟 静水性能 船型对比

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基于实车道路数据的插电式混合动力能耗敏感性分析 被引量：3

9

作者 夏洪朴 王斌 +2 位作者 吴光耀 李铁 童荣辉 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期990-997,共8页

为评价插电式混合动力(PHEV)在实际行驶过程中的能耗水平,分析影响PHEV能耗水平的关键因素,本文中基于180人次的实车行驶记录数据,构建车辆行驶状态和驾驶员驾驶行为与PHEV整车综合能耗之间的相关关系。首先,利用主成分分析法,对行驶工... 为评价插电式混合动力(PHEV)在实际行驶过程中的能耗水平,分析影响PHEV能耗水平的关键因素,本文中基于180人次的实车行驶记录数据,构建车辆行驶状态和驾驶员驾驶行为与PHEV整车综合能耗之间的相关关系。首先,利用主成分分析法,对行驶工况参数矩阵进行特征解耦,提取对整体信息累计贡献度达84%的5项主成分,并根据影响系数矩阵的数值分布对主成分进行指标定义。然后,基于运动学片段,利用K均值聚类算法对各主成分进行依次约束,从而形成目标实车道路工况,并将其代入整车能量流仿真模型中计算综合能耗水平。最后,计算各主成分与综合能耗水平之间的皮尔逊相关系数和协方差值,并对其进行聚类和敏感性定义。结果表明,本文中提取出的人车路3项代表性指标与能耗呈现出较强的敏感性关系。本文中的结论对于插电式混合动力汽车整车参数和控制参数的选取有重要的指导意义。 展开更多

关键词 插电式混合动力 敏感性分析 主成分分析 聚类算法

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输入饱和的水下机器人反演滑模控制技术 被引量：2

10

作者 牛啸辰 王俊雄 +1 位作者 苏伟 王震 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第19期90-93,共4页

为了改善执行器输入饱和情况下六自由度无缆水下机器人的轨迹跟踪和姿态控制特性,推导了六自由度全驱动水下机器人KAMBARA的运动学模型和动力学模型,提出将反演法与滑模控制相结合的控制方法。考虑直流电机作为水下机器人的执行机构,对... 为了改善执行器输入饱和情况下六自由度无缆水下机器人的轨迹跟踪和姿态控制特性,推导了六自由度全驱动水下机器人KAMBARA的运动学模型和动力学模型,提出将反演法与滑模控制相结合的控制方法。考虑直流电机作为水下机器人的执行机构,对直流电机固有机械特性进行建模分析,电机的固有机械特性即为输入饱和的限制条件。仿真结果表明,在模型不确定性及输入饱和的情况下,反演滑模方法在水下机器人的轨迹跟踪和姿态控制上依然取得了良好的控制效果,验证了反演滑模法的工程可行性。 展开更多

关键词 水下机器人 反演法 滑模控制 输入饱和

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基于线性工作点的水下机器人H∞鲁棒控制 被引量：2

11

作者 苏伟 王俊雄 +1 位作者 王震 牛啸辰 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第23期101-105,共5页

为使全驱动六自由度水下机器人(AUV)能够在水动力学参数不确定及海流扰动的情况下保证控制器的鲁棒性要求,需要合理对AUV的非线性模型进行线性化。本文基于工作点处的线性化六自由度AUV方程,通过应用加性摄动模型,得到适用于鲁棒控制的... 为使全驱动六自由度水下机器人(AUV)能够在水动力学参数不确定及海流扰动的情况下保证控制器的鲁棒性要求,需要合理对AUV的非线性模型进行线性化。本文基于工作点处的线性化六自由度AUV方程,通过应用加性摄动模型,得到适用于鲁棒控制的线性化模型,并设计对应的六自由度H∞鲁棒控制器。对该控制器与多自由度PID控制器的仿真试验,结果显示,控制器具有良好的信号跟踪及干扰抑制能力,验证了H∞鲁棒控制对本文提出的六自由度AUV工作点处线性模型控制的有效性。 展开更多

关键词 水下机器人 线性化模型 鲁棒控制 回路成形

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基于改进型ADRC的全驱动AUV建模与仿真 被引量：1

12

作者 王震 王俊雄 +1 位作者 牛啸辰 苏伟 《水下无人系统学报》 2021年第1期48-53,共6页

自主水下航行器(AUV)具有非线性、强耦合且易受外界干扰等特点。为进一步提高AUV的控制精度,文中首先对六自由度全驱动AUV进行了建模,并搭建了相应的比例-积分-微分(PID)控制器和自抗扰控制器(ADRC),对比分析可知,传统ADRC待调整参数过... 自主水下航行器(AUV)具有非线性、强耦合且易受外界干扰等特点。为进一步提高AUV的控制精度,文中首先对六自由度全驱动AUV进行了建模,并搭建了相应的比例-积分-微分(PID)控制器和自抗扰控制器(ADRC),对比分析可知,传统ADRC待调整参数过多且跟踪微分器(TD)环节速度较慢。针对此,采用Asin函数对传统ADRC的各环节进行了简化,改进了TD的结构,并在相同仿真条件下对PID控制器及改进型ADRC控制器的控制效果进行了仿真。结果表明,在对多自由度运动系统进行控制时,改进型ADRC相较于PID的控制精度更高,抗干扰能力也更强。 展开更多

关键词 自主水下航行器 自抗扰控制器 比例-积分-微分控制 路径跟踪

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改进的波束形成算法及其在多声源定位中的应用 被引量：4

13

作者 谢雨轩 车驰东 《噪声与振动控制》 CSCD 2018年第4期62-66,95,共6页

为提高多点声源工况的定位精确度及简化设备,对传统波束形成算法进行改进。引入改进扫描中的扫描向量并结合遗传算法对求解域内的非线性方程组进行求解,从而提高定位精度。基于改进算法,在消声室内采用空间星型(Y型)传感器阵列对不同声... 为提高多点声源工况的定位精确度及简化设备,对传统波束形成算法进行改进。引入改进扫描中的扫描向量并结合遗传算法对求解域内的非线性方程组进行求解,从而提高定位精度。基于改进算法,在消声室内采用空间星型(Y型)传感器阵列对不同声源进行定位,并将结果与传统算法定位结果进行比较。由比较可见:当多个声源相距较近时,这些源等效于单一点源,两种算法定位结果基本一致;但当声源相互距离增大时,改进算法可以有效提高定位精度,并准确定位多个源的位置。 展开更多

关键词 声学 波束形成 多声源定位 扫描向量 遗传算法

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小型AUV动力定位建模与控制仿真 被引量：3

14

作者 蔡炜 王俊雄 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第5期93-96,共4页

伴随着水下潜航器的进一步深入研究,AUV产品正朝着小型化、民用化的方向不断发展。以小型AUV为研究对象的水动力性能分析、路径规划、水下通信等问题成为AUV产品设计的核心所在。本文基于ITTC双参数波浪谱及漂移力计算公式,在Matlab中... 伴随着水下潜航器的进一步深入研究,AUV产品正朝着小型化、民用化的方向不断发展。以小型AUV为研究对象的水动力性能分析、路径规划、水下通信等问题成为AUV产品设计的核心所在。本文基于ITTC双参数波浪谱及漂移力计算公式,在Matlab中建立不规则波浪仿真模型,对AUV运动规律进行预测。搭建动力定位控制系统Simulink模型,基于粒子群算法优化PID控制器参数,对AUV进行定位控制研究。成功模拟小型AUV的工作水环境并搭建动力定位仿真台架,实现AUV的定位控制,为AUV水动力性能试验及动力定位系统的软硬件设计创造了条件,为小型AUV产品的设计实现奠定基础。 展开更多

关键词 动力定位控制 水环境模拟 粒子群算法 仿真模型 小型AUV

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基于HydroSTAR的水翼五体船耐波性优化研究 被引量：1

15

作者 匡培钦 柳存根 +1 位作者 汪学锋 周翀剑 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第2期37-41,共5页

为改善五体船在空载及小摇荡时的耐波性,论文通过在五体船主船体和片体之间加装水翼构造水翼五体船,在此基础上借助耐波性通用软件HydroSTAR对不同水翼攻角水翼五体船及原五体船耐波性计算,并对相关耐波性指标进行对比分析,以此研究水... 为改善五体船在空载及小摇荡时的耐波性,论文通过在五体船主船体和片体之间加装水翼构造水翼五体船,在此基础上借助耐波性通用软件HydroSTAR对不同水翼攻角水翼五体船及原五体船耐波性计算,并对相关耐波性指标进行对比分析,以此研究水翼五体船的攻角优化问题。通过对比研究发现,水翼五体船的纵摇幅值、横摇幅值及垂荡幅值明显低于五体船,且在低频波段NACA4415翼型水翼五体船最优攻角在10°左右。 展开更多

关键词 水翼 五体船 耐波性

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基于SRUKF的模型辅助AUV惯性导航系统 被引量：2

16

作者 王科宇 王俊雄 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第13期153-157,共5页

小型水下自主航行器(AUV)空间小、功耗低,传感器布置有限,且AUV运动方程高度非线性,传统扩展卡尔曼滤波(EKF)易发散,多传感器数据融合的传统惯性导航方案难以实现。本文利用AUV数学模型进行辅助,设计了基于平方根无迹卡尔曼滤波(SRUKF)... 小型水下自主航行器(AUV)空间小、功耗低,传感器布置有限,且AUV运动方程高度非线性,传统扩展卡尔曼滤波(EKF)易发散,多传感器数据融合的传统惯性导航方案难以实现。本文利用AUV数学模型进行辅助,设计了基于平方根无迹卡尔曼滤波(SRUKF)的惯性导航系统。利用AUV运动特性计算得到角速度、加速度等信息,融合六轴加速度传感器信号,实现导航系统误差补偿。通过半实物实验和Matlab仿真实验,验证该导航系统可行性。结果表明,该导航系统相比EKF滤波方案精度高、稳定性好,能够满足小型AUV导航定位需求。 展开更多

关键词 惯性导航 平方根无迹卡尔曼滤波 模型辅助 小型AUV

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基于自适应反步滑模的AUV推进器容错控制 被引量：7

17

作者 张瀚文 王俊雄 《水下无人系统学报》 2021年第4期420-427,共8页

为了实现自主水下航行器(AUV)在推进器故障的情况下对运动控制的鲁棒性要求,针对AUV的六自由度非线性矢量运动模型,设计了自适应反步滑模运动跟踪控制器,并在推力分配中考虑推进器故障特点,建立连续时变的故障模型。结合故障信息,基于... 为了实现自主水下航行器(AUV)在推进器故障的情况下对运动控制的鲁棒性要求,针对AUV的六自由度非线性矢量运动模型,设计了自适应反步滑模运动跟踪控制器,并在推力分配中考虑推进器故障特点,建立连续时变的故障模型。结合故障信息,基于伪逆法技术,在调节控制器配置结构功能的基础上增加了对故障的调节功能,可以通过更改控制输入对故障进行修正,对不同的故障类型分别采取故障调节和控制重构的方法实现推进器故障状态下的容错控制,有效提高了容错控制算法的应用普适性。在仿真中,通过模拟多种不同的故障模式,验证了自适应容错控制器在推进器故障情况下对AUV运动控制的有效性。 展开更多

关键词 自主水下航行器 推进器 自适应控制 故障调节 容错控制

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基于数值模拟的水翼五体船耐波性分析

18

作者 匡培钦 柳存根 +1 位作者 汪学锋 周翀剑 《船海工程》 北大核心 2017年第1期37-40,共4页

为改善五体船在小摇荡时的耐波性,提出在侧体和主船体之间加装水翼构造水翼五体船,借助Hydro Star水动力学软件,依托Wigley片体五体船进行水翼五体船耐波性计算对比。结果表明,由于水翼的减摇减震及升力作用,在侧体和主船体之间加装水... 为改善五体船在小摇荡时的耐波性,提出在侧体和主船体之间加装水翼构造水翼五体船,借助Hydro Star水动力学软件,依托Wigley片体五体船进行水翼五体船耐波性计算对比。结果表明,由于水翼的减摇减震及升力作用,在侧体和主船体之间加装水翼可以明显降低五体船的纵摇幅值、横摇幅值及垂荡幅值,提高五体船的耐波性。 展开更多

关键词 五体船 水翼 纵摇稳性 垂荡 横摇稳性

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极端海况下AUV水环境模拟及定位控制研究

19

作者 蔡炜 王俊雄 《装备环境工程》 CAS 2018年第12期70-73,共4页

目的优化PID控制器,实现AUV在极端海况下的定位控制。方法本文基于Blendermann风载荷系数计算公式与ITTC双参数波浪谱及漂移力计算公式,在Matlab中建立极端海况风浪模型,对极端海况进行环境模拟;利用Simulink平台搭建基于PID控制器的AU... 目的优化PID控制器,实现AUV在极端海况下的定位控制。方法本文基于Blendermann风载荷系数计算公式与ITTC双参数波浪谱及漂移力计算公式,在Matlab中建立极端海况风浪模型,对极端海况进行环境模拟;利用Simulink平台搭建基于PID控制器的AUV动力定位控制系统,优化PID控制器参数,对AUV进行定位控制研究。结果在该控制作用下,AUV仍由定位原点顺利抵达目标位置,在PID控制器作用下,系统约100s后达到目标位置状态附近进行微调,整体超调量约8%,在严峻的风浪环境中展现出理想的控制性能。结论本研究成功模拟了AUV的极端工作环境,并搭建了动力定位仿真台架,基于优化后的PID控制器实现了AUV在极端海况下的定位控制,为自主潜航器在恶劣环境中的作业能力保障及控制器设计研究提供了参考。 展开更多

关键词 定位控制 极端海况 自主潜航器 环境模拟

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