人工势场法和A-star算法下无人水面艇运动控制研究

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作者 汤华鹏 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第7期94-98,共5页

无人水面艇具备非线性、欠驱动的特点,尤其在外界海浪等的干扰因素作用下仅能确定局部最优路径,不能获取全局最优路径,导致无人水面艇运动控制效果下降,为此提出基于人工势场法和A-star算法的无人水面艇运动控制方法。在人工势场法中引... 无人水面艇具备非线性、欠驱动的特点,尤其在外界海浪等的干扰因素作用下仅能确定局部最优路径,不能获取全局最优路径,导致无人水面艇运动控制效果下降,为此提出基于人工势场法和A-star算法的无人水面艇运动控制方法。在人工势场法中引入振荡势场,使无人水面艇能够跳出受力平衡的困境,从而确定局部最优路径。采用A-star算法进行海上运动区域路径搜索,结合局部最优路径以及路径平滑处理确定全局最优路径。根据航行路径规划结果,采用双闭环控制器计算无人水面艇的期望速度和航向角速度,通过差速推进器实现无人水面艇的运动控制。实验结果显示,该方法能有效控制无人水面艇避开障碍物,安全抵达目标点,无人水面艇控制成功率高,实际应用效果好。 展开更多

关键词 人工势场法 A-STAR算法 无人水面艇 运动控制 局部最小值

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船舶矢量舵减横摇控制系统 被引量：2

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作者 刘胜 谭银朝 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第7期76-82,共7页

针对未加装减摇装置系统的船舶的横摇运动问题,本文提出由舵和翼舵构成2个相对独立的矢量控制面减横摇稳定控制系统,建立了矢量舵控制力矩和扭矩与舵角、翼舵角的m阶回归模型,给出了拟合精度。设计了系统μ-鲁棒控制器,本系统能量最小... 针对未加装减摇装置系统的船舶的横摇运动问题,本文提出由舵和翼舵构成2个相对独立的矢量控制面减横摇稳定控制系统,建立了矢量舵控制力矩和扭矩与舵角、翼舵角的m阶回归模型,给出了拟合精度。设计了系统μ-鲁棒控制器,本系统能量最小指标下设计了基于改进遗传算法的舵角/翼舵角智能协调决策器。仿真结果表明,在保证航向控制精度同时,矢量舵减横摇μ-鲁棒控制系统能有效减小横摇,降低系统能耗,且增强了抗系统参数摄动的鲁棒性。 展开更多

关键词 船舶矢量舵 减横摇 μ-鲁棒控制器 智能协调决策器

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考虑船舶动态位置的海底WSN节点能耗控制算法

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作者 张传聪 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第16期148-152,共5页

由于海底环境并不具备连续稳定的电力供应,使得传感器节点通常依赖于有限的内部能量,而船舶在海底的动态位置会令节点密度布局变得更加复杂,从而导致WSN节点能量消耗不均衡。为此,提出考虑船舶动态位置的海底WSN节点能耗控制算法。建立... 由于海底环境并不具备连续稳定的电力供应,使得传感器节点通常依赖于有限的内部能量,而船舶在海底的动态位置会令节点密度布局变得更加复杂,从而导致WSN节点能量消耗不均衡。为此,提出考虑船舶动态位置的海底WSN节点能耗控制算法。建立海底WSN结构模型,利用多项式卡尔曼滤波器预测船舶轨迹;划分海底WSN簇结构,动态调整各簇的节点数量,控制海底WSN节点密度,建立船舶位置动态变化能耗模型,估算各簇节点在不同时间段的能耗需求,使其均衡消耗WSN节点能量,从而实现节点能耗控制。实验结果表明,本文算法应用后,有效平衡了节点能耗,保持连通性和覆盖性,提高海底WSN整体性能,稳定运行时间更长且失效节点增长较稳定。 展开更多

关键词 船舶动态位置 海底WSN WSN节点 卡尔曼滤波 船舶轨迹预测 密度控制

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多体船水动力响应研究及水翼优化设计

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作者 张凯 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第11期15-19,共5页

多体船的水动力响应研究是目前水动力学研究的热门方向。本文采用STAR-CCM+软件,基于重叠网格技术,对不同波长工况下多体船的水动力响应进行研究,发现随着波长船长比的递增,水翼多体船的纵摇幅值先增大再减小,垂荡幅值逐渐增大。之后又... 多体船的水动力响应研究是目前水动力学研究的热门方向。本文采用STAR-CCM+软件,基于重叠网格技术,对不同波长工况下多体船的水动力响应进行研究,发现随着波长船长比的递增,水翼多体船的纵摇幅值先增大再减小,垂荡幅值逐渐增大。之后又研究了不同水翼面积对多体船水动力响应的影响,以此来对多体船进行水翼优化提高多体船的航行稳定性。发现随着水翼面积的递增,水翼多体船的纵摇幅值逐渐增大,垂荡幅值先增大再减小。因此在水翼多体船快速航行的过程中,在适度范围内减小水翼的面积,能够提高多体船的航行稳定性,在与原水翼面积比值为0.95时多体船的航行稳定性最好。 展开更多

关键词 重叠网格 水翼多体船 波长船长比 水动力响应 水翼面积

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复杂海流环境下欠驱动UUV路径编队自适应控制方法

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作者 张训源 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第13期58-62,共5页

欠驱动UUV受到复杂海流影响,规划易受到干扰,且其实现存在跟踪误差,难以实现路径编队智能控制。为此,提出复杂海流环境下欠驱动UUV路径编队自适应控制方法研究。先依据离散点轨迹,规划期望轨迹,然后依据基于视觉法(LOS)和Serret-Frenet... 欠驱动UUV受到复杂海流影响,规划易受到干扰,且其实现存在跟踪误差,难以实现路径编队智能控制。为此,提出复杂海流环境下欠驱动UUV路径编队自适应控制方法研究。先依据离散点轨迹,规划期望轨迹,然后依据基于视觉法(LOS)和Serret-Frenet坐标系,组建航迹跟踪制导率,将航迹跟踪误差转换为航向器的艏向角误差,最后以此为基础,应用S面控制器对编队位置展开镇定,确保跟随者的位置和速度可以收敛到期望值,以有效实现欠驱动UUV路径编队地自适应控制。结果表明,在复杂海流环境下,应用所提方法可获取精准地欠驱动UUV路径编队自适应控制结果,具有较大的应用价值。 展开更多

关键词 复杂海流环境 欠驱动UUV 路径编队 自适应控制

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船舶航速/航向协调自适应滑模容错控制 被引量：6

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作者 刘胜 郭晓杰 +1 位作者 张兰勇 谭银朝 《控制工程》 CSCD 北大核心 2021年第10期1946-1954,共9页

针对舵桨联合操纵的船舶航速/航向协调容错控制问题,结合舵桨功能有效性,提出了一种非线性广义扰动观测器,无需扰动先验信息在线补偿系统的扰动状态。基于广义扰动补偿和自适应估计提出了一种自适应滑模容错控制算法,通过实时估计广义... 针对舵桨联合操纵的船舶航速/航向协调容错控制问题,结合舵桨功能有效性,提出了一种非线性广义扰动观测器,无需扰动先验信息在线补偿系统的扰动状态。基于广义扰动补偿和自适应估计提出了一种自适应滑模容错控制算法,通过实时估计广义扰动导数的范数上界消除扰动重构误差,同时设计了具有故障惩罚作用的伪逆优化分配策略,引入执行器有效性矩阵来修正故障执行器的优先作用等级,实现了冗余舵桨系统故障运行模式下的航速/航向跟踪、广义扰动补偿和执行器能耗最优化。仿真实验结果验证了所提的广义扰动观测器和自适应滑模容错控制系统的有效性。 展开更多

关键词 航速/航向控制 舵桨协调容错 自适应滑模 扰动观测器 控制分配

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新型防污手段对船舶污损生物影响的研究进展

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作者 王珊珊 张瑞标 《南方农机》 2021年第7期40-41,共2页

船舶在使用过程中易受到海洋污损生物的影响,造成航行速度、使用寿命的降低及能耗的增加。本文综述了传统手段及新型防污措施对海洋污损生物的作用机理及研究进展,有助于进一步开发新型高效无污染防除手段。

关键词 防污 船舶 污损生物

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基于模糊置信理论的全电力船舶推进FMEA评估 被引量：5

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作者 刘胜 郭晓杰 +1 位作者 张兰勇 谭银朝 《控制工程》 CSCD 北大核心 2021年第9期1807-1813,共7页

由于全电力船舶推进系统结构组成复杂,且海洋环境恶劣,面临着系统故障频发、安全苛求等问题。针对传统风险优先数评估存在的缺陷,提出了一种基于模糊置信理论的故障模式影响模糊评估方法。利用信息熵与定性分析融合的综合权重确定专家... 由于全电力船舶推进系统结构组成复杂,且海洋环境恶劣,面临着系统故障频发、安全苛求等问题。针对传统风险优先数评估存在的缺陷,提出了一种基于模糊置信理论的故障模式影响模糊评估方法。利用信息熵与定性分析融合的综合权重确定专家意见的可信度权重,各风险因子相对权重通过语言变量和模糊等级来评价,并基于模糊置信结构给出各风险因子及相对权重的整体模糊置信等级评价,最终结合模糊置信决策矩阵,实现对各故障模式模糊置信评价的解进行模糊化处理。最后以推进子系统典型故障模式为例,验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 全电力船舶推进 故障模式与影响分析 模糊置信结构 风险优先排序

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基于LSTM网络的船舶机舱火灾多特征融合探测 被引量：6

9

作者 孙婷婷 李军 苏楠 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2020年第7期985-988,共4页

针对船舶机舱火灾高效准确探测的需求,建立基于LSTM-ID3判决的船舶火灾探测方法。首先确定采集船舶火灾特征的三类传感器,然后完成LSTM神经网络模型的构建、参数的优化,将LSTM神经网络输出的明火、阴燃火、无火的概率值与烟雾持续时间... 针对船舶机舱火灾高效准确探测的需求,建立基于LSTM-ID3判决的船舶火灾探测方法。首先确定采集船舶火灾特征的三类传感器,然后完成LSTM神经网络模型的构建、参数的优化,将LSTM神经网络输出的明火、阴燃火、无火的概率值与烟雾持续时间作为决策树的输入量,输出火灾探测结果。利用国家标准火典型数据进行训练,并开展相关试验,对船舶机舱火灾进行探测。试验结果表明,与其他算法进行对比,探测准确率达到97%以上,该方案能对机舱火灾做出有效探测,为船舶安全提供科学依据。 展开更多

关键词 船舶机舱火灾 LSTM-ID3 火灾探测

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基于有限元法的箱型梁极限强度影响因素及敏感分析 被引量：5

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作者 王保森 冯亮 耿保阳 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第15期28-33,54,共7页

船体箱型梁极限强度的有限元计算方法应用广泛,但其计算方法具有一定的不稳定性。本文开展对箱型梁简化模型的极限强度研究,基于非线性有限元法计算3种典型箱型梁模型的极限强度,与已有实验数据比对,验证本文有限元算法的可靠性。通过... 船体箱型梁极限强度的有限元计算方法应用广泛,但其计算方法具有一定的不稳定性。本文开展对箱型梁简化模型的极限强度研究,基于非线性有限元法计算3种典型箱型梁模型的极限强度,与已有实验数据比对,验证本文有限元算法的可靠性。通过分析箱型梁边界条件类型、网格密度大小和初始缺陷等敏感因素,发现边界条件未设置延长段的模型计算误差达到了20%,粗糙网格计算误差达到了30%,初始缺陷大小为0.01~0.02倍箱型梁跨长时,计算结果敏感性较小。 展开更多

关键词 加箱型梁 极限强度 有限元方法 敏感因素

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基于静态特征和动态行为的火灾检测模型 被引量：7

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作者 孙婷婷 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期96-101,共6页

为实时准确地检测视频监控的火灾信号,减少火灾误报,提出1种基于静态特征和动态行为的火灾检测方法。利用改进的Faster RCNN检测模型,根据可疑火灾区域的颜色特征和空间特征对其进行目标检测和特征降维,与传统的Faster RCNN相比平均检... 为实时准确地检测视频监控的火灾信号,减少火灾误报,提出1种基于静态特征和动态行为的火灾检测方法。利用改进的Faster RCNN检测模型,根据可疑火灾区域的颜色特征和空间特征对其进行目标检测和特征降维,与传统的Faster RCNN相比平均检测精度提升5%;利用ILSTM对连续帧中的特征进行累加,对短期内是否发生过火灾进行分类。连续的短期决策在1min内以多数票表决最后决策。结果表明:方法将火灾检测的准确率提升到97.92%,并成功解释火焰和烟雾的时间行为。 展开更多

关键词 静态特征 动态行为 Faster RCNN ILSTM 火灾决策

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不同投喂频率对皱纹盘鲍生长、体成分及消化酶活性的影响 被引量：2

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作者 吕云云 《中国饲料》 北大核心 2022年第15期123-127,共5页

为研究不同投喂频率对皱纹盘鲍生长、体成分及消化酶活性的影响,本试验以(1.28±0.26)g皱纹盘鲍为研究对象,设置五组养殖试验,其投喂频率分别是2次/d、1次/d、投喂1 d停喂1 d、投喂2 d停喂1 d、投喂3 d停喂1 d,标记为A、B、C、D、E... 为研究不同投喂频率对皱纹盘鲍生长、体成分及消化酶活性的影响,本试验以(1.28±0.26)g皱纹盘鲍为研究对象,设置五组养殖试验,其投喂频率分别是2次/d、1次/d、投喂1 d停喂1 d、投喂2 d停喂1 d、投喂3 d停喂1 d,标记为A、B、C、D、E组,每组设3个重复,每个重复60粒鲍鱼。养殖周期为10周。结果表明:(1)成活率以B、E组最高,与A、D组无显著性差异(P>0.05),显著高于C组(P<0.05)。B组增重率(45.83%)和终末平均体重(1.87 g)最高,较C组分别提高了4.68个百分点、0.06 g(P<0.05),和其他各组无显著性差异(P>0.05);(2)C组粗灰分含量显著高于其他各组(P<0.05),A、B、E组的水分含量显著低于其他两组(P<0.05),B组粗蛋白质含量较C组和D组分别提高了0.53个百分点和0.51个百分点(P<0.05),与其他两组无显著性差异(P>0.05);(3)胃蛋白酶活性以C组(12.09 U/mg prot)最高,较A、B、E组分别提高了0.48、0.41、0.12 U/mg prot(P<0.05),C、D、E组的纤维素酶活性显著高于其他两组(P<0.05)。综上所述,1次/d的投喂频率,皱纹盘鲍的生长性能最佳,但投喂3 d停喂1 d组的生长性能与其无显著性差异,生产上为节约养殖成本,可采取投喂3 d停喂1 d的投喂频率,该结果可为皱纹盘鲍人工养殖提供参考。 展开更多

关键词 投喂频率 皱纹盘鲍 生长性能 体成分 消化酶活性

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基于有限元分析的喷洒固液混合药液无人机设计与试验

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作者 孙婷婷 陈林林 李军 《机床与液压》 北大核心 2020年第18期80-87,共8页

针对植保无人机无法喷洒可湿性粉剂和悬浮剂等问题,设计了一种可用于喷洒固液混合药液的植保无人机。该机器以某型八旋翼无人机为基础,由带有搅拌装置的药液箱、可喷洒固液混合药液的喷嘴和无人机起落架等组成。首先,才艮据喷洒药剂的... 针对植保无人机无法喷洒可湿性粉剂和悬浮剂等问题,设计了一种可用于喷洒固液混合药液的植保无人机。该机器以某型八旋翼无人机为基础,由带有搅拌装置的药液箱、可喷洒固液混合药液的喷嘴和无人机起落架等组成。首先,才艮据喷洒药剂的类型设计了带有搅拌装置的药液箱;接着,设计了可对固液混合药液喷洒的喷嘴,并进行流体力学仿真;紧接着,设计了可固定药液箱的无人起落架,并做静动力学分析;然后,根据无人机的升力和续航要求重新配置了电池;最后,后进行了试验。试验结果表明,药液箱中的药液浓度分布均匀,浓度误差在10%以下;喷洒具有较好的平均覆盖率和平均沉积量参数;载5 L药液进行喷洒作业,可续航15.5 min。 展开更多

关键词 植保无人机 固液混合药液 喷嘴设计 流体力学计算 静动力学分析

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