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航海雷达模拟器中真实感雷达图像的仿真 被引量：11
1
作者 丛琳 任鸿翔 +1 位作者 刘彤 张新宇 《中国航海》 CSCD 北大核心 2011年第4期5-8,56,共5页
随着图形图像技术、虚拟现实技术的发展,用户对雷达模拟器中雷达图像的逼真程度要求越来越高。为了提高雷达图像的仿真效果,建立了高、低潮状况下的雷达数据以体现不同潮汐状况时雷达图像的差别;设计了遮挡判断方法,从而更准确地判断岸... 随着图形图像技术、虚拟现实技术的发展,用户对雷达模拟器中雷达图像的逼真程度要求越来越高。为了提高雷达图像的仿真效果,建立了高、低潮状况下的雷达数据以体现不同潮汐状况时雷达图像的差别;设计了遮挡判断方法,从而更准确地判断岸线之间以及岸线内部的遮挡关系;改进岸线回波生成方法,实现了不同类型岸线的不同回波效果;采用展宽目标的方法,实现了岸线内部的填充效果。所做工作已应用到航海雷达模拟器中,仿真效果良好。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 航海雷达模拟器 雷达图像 仿真 遮挡判断
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半潜船航海模拟器的压载水系统仿真 被引量：12
2
作者 张显库 金一丞 尹勇 《中国航海》 CSCD 北大核心 2008年第3期230-235,共6页
为了提高半潜船操纵及船员培训水平,用VB实现了半潜船航海模拟器的压载水系统仿真。建立了空压机、泵、压载舱的压力、电流、液位数学模型,以动画和数字形式显示空压机的电流和压载舱的液位、容积和压力。系统由61个窗体组成,采用随机... 为了提高半潜船操纵及船员培训水平,用VB实现了半潜船航海模拟器的压载水系统仿真。建立了空压机、泵、压载舱的压力、电流、液位数学模型,以动画和数字形式显示空压机的电流和压载舱的液位、容积和压力。系统由61个窗体组成,采用随机数据读取方式与船舶配载计算系统通信,传送各舱容积并获取船舶吃水和姿态角度数据。经过测试系统能够模拟半潜船的各项实际压排水情况,仿真效果令人满意。 展开更多
关键词 船舶、舰舶工程 半潜船 压排水 仿真 航海模拟器 空压机 数学模型
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船舶自动舵控制算法仿真测试平台 被引量：10
3
作者 张国庆 张显库 《中国航海》 CSCD 北大核心 2013年第2期1-5,21,共6页
为了方便科研人员进行船舶运动控制算法研究,采用Visual Basic 6.0开发了一套基于Norrbin六自由度非线性船舶运动数学模型的船舶自动舵控制算法仿真测试平台。该平台提供了标准的输入、输出数据接口,用户据此编写航向保持控制算法,不限... 为了方便科研人员进行船舶运动控制算法研究,采用Visual Basic 6.0开发了一套基于Norrbin六自由度非线性船舶运动数学模型的船舶自动舵控制算法仿真测试平台。该平台提供了标准的输入、输出数据接口,用户据此编写航向保持控制算法,不限编程语言和控制算法类型。大量的航海计算、船舶运动数学模型、海况干扰、海图显示、曲线显示、航线规划、报警等程序由测试平台给出。测试结果可与内设算法进行比较,并以简易海图、数字、曲线、综合性能指标的形式显示。以自行设计的航向保持PD控制器作为外接控制器对本系统进行测试,结果令人满意。本测试平台具有界面友好、简洁易用、成本低廉的优点。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 自动舵 控制算法 测试 平台
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航海雷达仿真数据生成算法及实现 被引量：1
4
作者 张新宇 陈华 +1 位作者 姚舜 陈向 《中国航海》 CSCD 北大核心 2016年第4期6-10,共5页
为生成任意范围内的雷达仿真数据以满足航海模拟器对雷达图像连续性的要求,提出一种航海雷达仿真数据生成算法。从多种比例尺的S-57标准电子海图中提取出海图数据作为雷达仿真原始数据,提出一种基于前向距离的离群点索引算法裁剪该数据... 为生成任意范围内的雷达仿真数据以满足航海模拟器对雷达图像连续性的要求,提出一种航海雷达仿真数据生成算法。从多种比例尺的S-57标准电子海图中提取出海图数据作为雷达仿真原始数据,提出一种基于前向距离的离群点索引算法裁剪该数据的边界线,存储数据分段并构建缓冲区进行数据合并去重,根据待拼接原始海图比例尺和数据密度的大小提出基于中值连接法和误差分配理论的衰减连接法进行图像缝隙的自动连接。用VC++编程实现航海雷达仿真数据生成软件的开发,其功能包括文件选择、数据提取、数据筛选、边界线裁剪和雷达仿真数据合并。以江苏洋口港的93张海图为例,生成的大范围雷达仿真数据连续,能达到逻辑无缝、物理无缝的图像拼接效果,能满足航海模拟器的实际需求。 展开更多
关键词 船舶工程 雷达仿真数据 离群点索引 误差分配 航海模拟器 电子海图
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半潜船航海模拟器的压载水系统仿真 被引量：1
5
作者 张显库 金一丞 尹勇 《中国航海》 CSCD 北大核心 2008年第2期121-121,共1页
为了提高半潜船操纵及船员培训水平，用VB实现了半潜船航海模拟器的压载水系统仿真。建立了空压机、泵、压载舱的压力、电流、液住数学模型，以动画和数字形式显示空压机的电流和压载舱的液位、容积和压力。
关键词 压载水系统 航海模拟器 半潜船 仿真 船员培训 数学模型 空压机 压载舱
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试论航海教育与文献质量控制 被引量：1
6
作者 龚婷 张英俊 《航海教育研究》 2001年第4期72-73,共2页
海事类大学图书文献的控制 ,应围绕 2 1世纪国际航运市场对人才的需求来实现 ,信息服务人员要积极参加共享数据库的建设 ,收集网络资源 ,扩大虚拟文献 ,突出自己的专业特色。
关键词 文献质量 航海教育 IMO 文献资源 大学图书馆
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半潜船潜浮仿真及计算机辅助控制系统 被引量：1
7
作者 漆勇 张显库 苏作靖 《中国航海》 CSCD 北大核心 2013年第1期54-59,共6页
为了安全运输海洋工程结构物、降低船员疲劳程度,用VB实现了半潜船潜浮仿真及计算机辅助控制系统。在原"泰安口"半潜船压载水仿真系统基础上,设计了半潜船潜浮作业自动控制逻辑,能自动控制半潜船空载下潜、空载上浮、载货下... 为了安全运输海洋工程结构物、降低船员疲劳程度,用VB实现了半潜船潜浮仿真及计算机辅助控制系统。在原"泰安口"半潜船压载水仿真系统基础上,设计了半潜船潜浮作业自动控制逻辑,能自动控制半潜船空载下潜、空载上浮、载货下潜、载货上浮;同时还增设了半潜船潜浮作业实时动画仿真模块,不但能动态地模拟压载水系统自由压排水、空压机式压排水以及泵式压排水工作的全过程,还以Flash动画的形式实时模拟了半潜船潜浮进度。经测试能够控制半潜船下潜上浮功能,且仿真效果令人满意。 展开更多
关键词 船舶 舰船工程 半潜船 仿真 控制
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船舶航向保持的鲁棒神经网络控制 被引量：20
8
作者 张显库 吕晓菲 +1 位作者 郭晨 杨盐生 《船舶力学》 EI 北大核心 2006年第5期54-58,共5页
设计一个N5-5-5-5-5-5-1前向神经网络,经训练得到一个开环的船舶航向保持控制器,使其能够较好地保持典型输入信号作用下的船舶航向;然后应用闭环增益成形算法,形成闭环控制系统。这种基于神经网络的航向保持方案,将神经网络的适应能力... 设计一个N5-5-5-5-5-5-1前向神经网络,经训练得到一个开环的船舶航向保持控制器,使其能够较好地保持典型输入信号作用下的船舶航向;然后应用闭环增益成形算法,形成闭环控制系统。这种基于神经网络的航向保持方案,将神经网络的适应能力、非线性函数映射能力和闭环增益成形算法的鲁棒性结合起来,改善了系统的鲁棒性能。这种方法设计过程简单,物理意义明显。 展开更多
关键词 神经网络 闭环增益成形 鲁棒控制器 航向保持
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欠驱动船舶简捷鲁棒自适应路径跟踪控制 被引量：18
9
作者 张国庆 张显库 关巍 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1053-1059,共7页
为了进一步解决模型存在任意不确定性和外界环境干扰的欠驱动船舶路径跟踪控制问题,在Backstepping方法基础上,引入非线性函数逼近技术对模型中任意不确定因素进行补偿控制。考虑到"计算膨胀"和控制实时性问题,引入动态面控... 为了进一步解决模型存在任意不确定性和外界环境干扰的欠驱动船舶路径跟踪控制问题,在Backstepping方法基础上,引入非线性函数逼近技术对模型中任意不确定因素进行补偿控制。考虑到"计算膨胀"和控制实时性问题,引入动态面控制和最小参数学习方法的设计思想,充分利用欠驱动船舶模型内部结构特征,将用于非线性函数逼近的神经网络权重压缩为4个参数进行在线学习。该算法具有形式简捷、学习参数少、易于工程实现的特点,仿真实例验证了所提出控制策略的有效性。 展开更多
关键词 欠驱动船舶 路径跟踪 BACKSTEPPING 神经网络 自适应控制 非线性函数
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基于随机粒子仿真的海上搜寻区域确定 被引量：12
10
作者 肖方兵 尹勇 +1 位作者 金一丞 张新宇 《中国航海》 CSCD 北大核心 2011年第3期34-39,共6页
为提高海上搜救的成功率,最大限度地减少生命和财产损失,需要快速确定包含搜寻目标漂移后的最小搜寻区域。在海洋环境数值预报模式下,考虑了不同的遇险推测场景条件,采用随机粒子仿真法确定了目标初始概率分布,恰当地描述了海洋环境数... 为提高海上搜救的成功率,最大限度地减少生命和财产损失,需要快速确定包含搜寻目标漂移后的最小搜寻区域。在海洋环境数值预报模式下,考虑了不同的遇险推测场景条件,采用随机粒子仿真法确定了目标初始概率分布,恰当地描述了海洋环境数据以及风压系数中的不确定性因素对目标漂移的影响,建立了搜寻目标整体漂移模型。采用该整体漂移模型对落水人员漂移区域进行了数值预测仿真。仿真结果表明:随机粒子仿真法能准确预测搜寻区域,较好地利用现有的环境数据库信息,实时计算搜寻区域的包含率,生成指定时刻的概率分布图,相比于采用传统解析方法预测搜寻区域约缩小1/2。 展开更多
关键词 水路运输 海上搜救 随机粒子仿真 漂移模型 搜寻区域
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航海仪器操作智能评估系统的设计与实现 被引量：10
11
作者 杨晓 金一丞 +1 位作者 任鸿翔 廉静静 《中国航海》 CSCD 北大核心 2013年第4期28-33,共6页
目前对航海仪器的评估主要还是依赖于评估员,在评估过程中存在着标准不统一以及客观性的问题,且评估效率不高。航海仪器智能评估系统的开发和设计,可以有效解决上述问题。利用Visual C++2008开发了全球定位系统(GPS)、船舶自动识别系统(... 目前对航海仪器的评估主要还是依赖于评估员,在评估过程中存在着标准不统一以及客观性的问题,且评估效率不高。航海仪器智能评估系统的开发和设计,可以有效解决上述问题。利用Visual C++2008开发了全球定位系统(GPS)、船舶自动识别系统(AIS)、回声测声仪(Echo Sounder)、速度计程仪(Speed Log)等仿真设备;通过专家咨询及调研,设计了智能评估试题,建立了航海仪器智能评估模型,开发了基于客户端/服务器端(C/S)架构的智能评估终端及考务终端。通过测试发现,航海仪器智能评估系统显示的成绩与评估员给出的评估成绩基本吻合,达到了学员训练及评估考试的使用要求。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 航海仪器 评估系统 (客户端 服务器端)架构 隶属度
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光电跟踪器船摇自稳定建模及仿真 被引量：11
12
作者 王凤英 张显库 +3 位作者 任承志 高慧斌 陈长青 陈娟 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期11-14,共4页
为弥补只针对横摇和纵摇建模的不足,提出了包含艏摇的完整的三自由度视轴稳定模型。采用位置坐标变换把大地坐标系的位置引导数据转换到甲板坐标系,引导光电跟踪器在甲板坐标系捕获目标,以解决船摇位置扰动。通过速度坐标变换建立视轴... 为弥补只针对横摇和纵摇建模的不足,提出了包含艏摇的完整的三自由度视轴稳定模型。采用位置坐标变换把大地坐标系的位置引导数据转换到甲板坐标系,引导光电跟踪器在甲板坐标系捕获目标,以解决船摇位置扰动。通过速度坐标变换建立视轴速度干扰模型,应用前馈控制技术补偿船摇速度扰动,从而提高原Ⅰ型位置伺服系统海况跟踪测量的精度和平稳性。应用所建模型进行仿真,结果表明,光电跟踪器的视轴指向与船摇扰动的隔离度超过40dB,可以保证光电跟踪器在五级海况下实现自稳定功能。 展开更多
关键词 光电跟踪器 坐标变换 数字模拟 前馈控制 自稳定
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基于虚拟现实技术的深水航行器操纵仿真系统的研究 被引量：6
13
作者 尹勇 任鸿翔 +1 位作者 金一丞 张秀凤 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期435-440,共6页
深水航行器操纵仿真系统可用于人员训练、深水航行器性能及相关设备性能的研究.文章介绍了基于虚拟现实技术的深水航行器操纵仿真系统的体系结构设计、功能特点和六自由度水动力数学模型.针对海底视景具有覆盖范围广、数据量大等特点,... 深水航行器操纵仿真系统可用于人员训练、深水航行器性能及相关设备性能的研究.文章介绍了基于虚拟现实技术的深水航行器操纵仿真系统的体系结构设计、功能特点和六自由度水动力数学模型.针对海底视景具有覆盖范围广、数据量大等特点,提出了一种海底虚拟场景的建模方法和高效视景数据库的设计方法,并对视景驱动程序需要重点解决的几个问题:探照灯照明效果、机械手深海作业、声呐测距仿真、深海热液矿动态仿真和多通道视景系统的同步等作了深入介绍.这些技术和方法已成功应用于深水航行器操纵仿真系统的研制. 展开更多
关键词 虚拟现实 虚拟环境 深水航行器操纵仿真 视景系统 海底视景 机械手操作仿真
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渔船模拟器中中层拖网的建模与仿真 被引量：8
14
作者 孙霄峰 高帅 +2 位作者 尹勇 刘秀文 杨京华 《大连海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期284-288,共5页
为了在渔船模拟器中进行中层拖网的动态仿真,首先利用等效网面方法对中层拖网进行简化,然后根据集中质量法建立了中层拖网的水动力模型,并开发了中层拖网的三维可视化程序。利用三次B样条插值曲线绘制中层拖网,并采用纹理映射技术提高... 为了在渔船模拟器中进行中层拖网的动态仿真,首先利用等效网面方法对中层拖网进行简化,然后根据集中质量法建立了中层拖网的水动力模型,并开发了中层拖网的三维可视化程序。利用三次B样条插值曲线绘制中层拖网,并采用纹理映射技术提高中层拖网三维可视化的效果。对一中层拖网进行了仿真研究,结果表明:仿真结果同其水槽试验结果相近,最大误差在20%以内,验证了该模型的合理性。最后,文中还给出了中层拖网的三维可视化效果图。 展开更多
关键词 渔船模拟器 中层拖网 集中质量法 三次B样条插值 可视化
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船舶航向非线性系统的自适应跟踪控制器设计 被引量：12
15
作者 杜佳璐 郭晨 杨承恩 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期83-88,共6页
将非线性船舶操纵数学模型用于船舶航向跟踪的自动舵设计,同时考虑模型参数的不确定性以及舵机伺服系统特性,则船舶操纵非线性数学模型具有非匹配不确定形式.针对上述困难,提出一种新的自适应非线性控制策略,将Nussbaum函数与逆推(backs... 将非线性船舶操纵数学模型用于船舶航向跟踪的自动舵设计,同时考虑模型参数的不确定性以及舵机伺服系统特性,则船舶操纵非线性数学模型具有非匹配不确定形式.针对上述困难,提出一种新的自适应非线性控制策略,将Nussbaum函数与逆推(backstepping)技术相结合,设计了船舶运动航向跟踪控制器,成功解决了其虚拟控制系数符号未知的问题.在理论上,借助Lyapunov函数证明了所设计控制器使最终的非匹配不确定船舶运动非线性系统中所有信号有界,船舶实际航向自适应地渐近跟踪设定的期望参考航向.仿真结果表明所设计的控制器有效可行,对系统参数变化具有很强的鲁棒性. 展开更多
关键词 航向跟踪控制 自适应 非线性 非匹配不确定 逆推算法 NUSSBAUM增益
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公约、技术与航海模拟器的发展 被引量：39
16
作者 金一丞 尹勇 《中国航海》 CSCD 北大核心 2010年第1期1-6,36,共7页
航海模拟器的发展既受到各种技术进步的影响,也深受相关条约法规的制约。挪威船级社2007年10月对航海模拟器系统认证标准的修改充分印证了这一点。跨入新世纪以来,随着虚拟现实技术的进步,尤其是图形技术的快速发展为实时生成具有影视... 航海模拟器的发展既受到各种技术进步的影响,也深受相关条约法规的制约。挪威船级社2007年10月对航海模拟器系统认证标准的修改充分印证了这一点。跨入新世纪以来,随着虚拟现实技术的进步,尤其是图形技术的快速发展为实时生成具有影视级真实感视景成为可能,图形生成系统从高档图形工作站到微机集群的转换,软件几何校正边缘融合技术在宽视场角环幕投影中的应用大幅度降低了视景系统在航海模拟器中的开发成本,为多本船航海模拟器系统创造了条件,包括多本船体系结构在内的综合化趋势将越来越明显。另一方面,六自由度船舶运动数学模型的研究也显得越来越迫切,需要投入更多的精力。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 航海模拟器 STCW公约 培训 发证 值班
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舵鳍联合非线性数学模型的建立及仿真 被引量：6
17
作者 王新屏 张显库 关巍 《中国航海》 CSCD 北大核心 2009年第4期58-64,共7页
针对船舶运动的非线性本质,为舵鳍联合系统建立了具有通用性的非线性数学模型。首先基于MMG(Ship Manoeuvring Mathematical Model Group)的建模思想,建立一个包含风、浪、流干扰的4自由度舵鳍联合非线性数学模型,并详细给出了模型涉及... 针对船舶运动的非线性本质,为舵鳍联合系统建立了具有通用性的非线性数学模型。首先基于MMG(Ship Manoeuvring Mathematical Model Group)的建模思想,建立一个包含风、浪、流干扰的4自由度舵鳍联合非线性数学模型,并详细给出了模型涉及的参数及流体动力导数的计算公式。然后利用该模型对"Hual Trooper"号汽车运输船及"Belnor"号散货运输船进行回转试验及Z形试验的仿真,得到了一系列与实船试验曲线接近的仿真曲线。仿真结果说明了该模型的正确性和工程可行性。 展开更多
关键词 船舶 舰船工程 舵鳍联合 非线性数学模型 仿真 回转试验 Z形试验
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航海模拟器配备立体视景系统的方法研究 被引量：4
18
作者 张新宇 尹勇 +1 位作者 任鸿翔 刘秀文 《中国航海》 CSCD 北大核心 2010年第3期10-13,17,共5页
为了进一步增强航海模拟器的环境真实感,提高船员培训及港航工程论证等相关研究的精确度,有必要为航海模拟器配备立体视景系统。通过总结立体显示系统的原理及方法,深入分析并比较了主动立体与被动立体显示系统、偏振光与INFITEC技术的... 为了进一步增强航海模拟器的环境真实感,提高船员培训及港航工程论证等相关研究的精确度,有必要为航海模拟器配备立体视景系统。通过总结立体显示系统的原理及方法,深入分析并比较了主动立体与被动立体显示系统、偏振光与INFITEC技术的优缺点,根据航海模拟器的自身特点,提出了一种基于普通微机和普通投影仪,利用INFITEC技术构建多通道被动立体显示系统的方法,并成功应用于航海模拟器的立体视景系统及集装箱吊卸CAVE仿真系统。此方法不但增强了立体视觉的效果,而且大大地降低了立体视景系统的成本,为普及配备立体视景系统的航海模拟器提供了一种解决方案。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 航海模拟器 立体显示 视景系统 干扰滤波器技术
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视景图形绘制方法生成航海雷达图像关键技术 被引量：5
19
作者 曹士连 金一丞 尹勇 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期711-718,790,共9页
针对扫描线与岸线求交算法生成的航海雷达图像物标间遮挡关系不明确、陆地内部回波缺失问题,提出利用着色器程序计算雷达探测距离,通过绘制视景图形并提取帧缓存数据来生成仿真雷达图像。该方法利用纹理映射实现快速坐标转换和消除仿真... 针对扫描线与岸线求交算法生成的航海雷达图像物标间遮挡关系不明确、陆地内部回波缺失问题,提出利用着色器程序计算雷达探测距离,通过绘制视景图形并提取帧缓存数据来生成仿真雷达图像。该方法利用纹理映射实现快速坐标转换和消除仿真图像的死点现象。对仿真图像中回波不连续问题进行了分析并提出了缓解措施。视景图形绘制方法生成雷达图像避开了求交计算的瓶颈,仿真结果表明,生成的雷达图像质量较现有模拟器有显著提高。 展开更多
关键词 雷达图像 图形绘制 透视投影 物标遮挡 死点 坐标转换 纹理映射 着色器
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船舶舵鳍联合控制的综述 被引量：4
20
作者 王新屏 张显库 关巍 《中国航海》 CSCD 北大核心 2009年第2期20-25,29,共7页
船舶舵鳍联合控制是在鳍减摇和舵减摇基础上发展起来的一种减摇方式,也是船舶减摇控制领域的一个重要研究课题,它能在克服鳍减摇和舵减摇缺点的同时提高减摇效果,通过对舵鳍联合控制的研究情况的综述和总结,概述了舵鳍联合控制的优点及... 船舶舵鳍联合控制是在鳍减摇和舵减摇基础上发展起来的一种减摇方式,也是船舶减摇控制领域的一个重要研究课题,它能在克服鳍减摇和舵减摇缺点的同时提高减摇效果,通过对舵鳍联合控制的研究情况的综述和总结,概述了舵鳍联合控制的优点及发展过程,并根据国内外现有的研究情况,分析和讨论了舵鳍联合控制的发展趋势。 展开更多
关键词 船舶 舰船工程 减摇 舵鳍联合 减摇鳍 舵减摇 综述
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