新型蝙蝠算法辨识船舶运动模型参数

为准确、有效辨识出船舶运动模型的参数,以构建精确的船舶运动模型,将群智能优化算法中新型蝙蝠算法引入船舶运动模型的参数辨识。将船舶运动模型参数辨识问题转化为一个多维变量函数优化问题,分析了新型蝙蝠算法求解船舶运动模型参数辨识的适应性;给出了采用新型蝙蝠算法进行船舶运动模型参数辨识的流程。基于实船实验数据,采用新型蝙蝠算法辨识了实船一阶线型响应型模型参数。实例显示,将船舶运动模型参数辨识问题转化成优化问题,通过新型蝙蝠算法对构建的误差准则目标函数的优化,能够快速找到使得目的函数最优的一组变量,该变量即为辨识得到的模型参数。研究表明,提出的技术路线简明且适用,是一种有效的计算机辅助船舶运动模型参数离线辨识方案。     

基于人工神经网络的船舶运动数学模型的辨识

根据船舶海上航行的实际情况,针对船舶运动的特点,提出了用不同神经网络对船舶运动数学模型进行辨识的新方法。给出2种神经网络模型,并比较这2种模型的辨识效果。     

基于支持向量回归机的船舶操纵响应模型辨识

通过对自航模变形Z形试验舵角与转艏角速度数据的分析,应用最小二乘支持向量回归机（Least Square Support Vector Regression,LS SVR）辨识了船舶操纵运动响应模型中的操纵性指数,并用回归得到的响应模型进行了变形Z形试验的数值模拟.通过将首向角和转艏角速度的预报结果与自航模试验数据进行比较,结果验证了该方法的有效性.     

基于果蝇优化算法的船舶操纵响应模型的辨识

应用果蝇优化算法对船舶操纵运动响应模型的结构参数进行辨识,并用辨识得到的响应模型进行自航模变Z形试验预报.预报结果与自航模试验结果的对比验证了所提算法的有效性.研究结果表明,基于果蝇优化算法的参数辨识方法具有算法设置简单、调整参数少以及不易陷入局部极小值等优点.     

船舶操纵水动力建模的参数漂移消除和灵敏度分析

针对应用系统辨识进行船舶操纵水动力建模过程中出现的参数漂移,提出了一种基于支持向量机的辨识方法,采用该方法对系统输入和输出样本数据进行批处理辨识,避免了参数估计初值的选定.通过引入附加激励,减小了船舶操纵运动过程中的动力相消效应,由系数辨识结果和对回归模型中变量的相关性分析验证了该方法的有效性.为了减小模型复杂度对参数漂移的影响,对模型中的水动力系数进行了灵敏度分析,以获取各个系数对操纵性预报及水动力建模的影响权重.分析结果表明,线性水动力导数、横向速度和转首角速度的三阶水动力导数对建模精度的影响最大.     

一类分布参数系统的辨识

讨论非均质碳酸盐岩气藏的分布参数系统辨识方法．在考察窜流函数与地质特征的关系基础上,建立一般的双重孔隙结构模型并阐述其作用与意义;介绍系统辨识问题的若干新结果,包括稳定泛函和参数可辨识性等;用自共轭算子的谱扰动方法证明结构模型的孔隙度和窜流系数的可辨识性．结果表明,分布参数系统辨识包括参数、边界和结构等的辨识,具有实际应用前景。     

励磁系统模型可辨识性研究

对于确定的励磁系统模型结构,研究励磁系统模型参数的可辨识性,提出利用参数之间存在的关系解决模型的不可辨识问题.通过现场工业试验和软件仿真,将仿真曲线与实测曲线对比,验证辨识方法可行和结果可信.     

用系统辨识方法求汽车操纵稳定性参数

本文给出试用系统辨识方法处理汽车操纵稳定性试验数据的算法。用这种方法,可以在较简单的试验得到的数据基础上,建立汽车转向运动数学模型。然后求得汽车转向稳态响应和瞬态响应的各项参数,判断汽车转向特性。     

可调螺距螺旋桨船舶的操纵运动数学模型

为利用模拟器对可调螺距螺旋桨(CPP)船舶操纵运动进行仿真,应用船舶操纵性分离建模理论,基于荷兰船模试验水池B系列螺旋桨的敞水试验结果,利用Akima插值获得了不同类型的CPP在不同螺距比时的四象限推力系数和扭矩系数,求得CPP的推力和扭矩,建立了CPP船舶的平面运动数学模型.模型充分考虑了风、流对船舶操纵的影响,并可适用于CPP船舶常速域和低速域的操纵运动仿真.仿真结果与实船试验结果吻合较好,能够满足大型船舶操纵模拟器对船舶运动数学模型仿真精度的要求.     

基于现场数据热工对象建模的可辨识性

为克服现有机理建模和试验建模方法的不足,从基本建模理论出发,研究了利用现场数据对热工对象进行建模的问题。基于现场数据建模需要对热工过程输入信号的可激励性、控制系统闭环可辨识性、多变量系统输入信号的无关性等进行判断。结果表明:在较大的机组负荷波动过程中采集的运行数据能够满足输入信号的可激励性;热工过程的大滞后现象对保证热工控制系统的闭环可辨识性有利;含有噪声的实测信号能够保证多变量系统的可辨识性。在满足以上条件的情况下,可以基于现场数据对热工对象进行建模研究。     

舰船纵向运动系统的数值解耦

为实现舰船纵摇和升沉运动的解耦,基于保结构同谱流算法,提出一种解耦变换的寻找方法,将寻找解耦变换的非线性问题转化为Sylvester方程的求解问题,并利用矩阵Kronecker积的相关知识快速找到解耦变换.基于水池实验获得的纵向运动数据进行的数值实验仿真结果表明该方法确实可行.     

船舶纵向运动控制模型的建立及仿真

针对船舶在海上运动的情况,提出了一种水动力模型的建立方法.依据切片理论建立了不同浪向下船舶纵向运动的水动力模型.基于船模水池实验,在分析442 t水面舰艇典型海况下水动力系数的基础上,通过仿真研究,推导出一种实时在线的船舶纵向运动控制模型;给出了计算实例并进行了误差均值和误差方差的可信度检验,置信度95%.该模型可实时在线地计算出船舶在任何航向、航速及海情下与频率无关的船舶纵向运动水动力系数,从而得到实时在线船舶纵向运动控制模型.所建立的水动力模型拟合均方差的相对值在0.4%～13.9%,平均拟合均方差的相对值为6.6%.通过MATLAB仿真计算证明:该模型完全能控、完全能观和渐进稳定.     

计及浅水及岸壁效应的KVLCC2船体斜航运动水动力数值计算

通过求解不可压缩流动RANS方程,确定浅水及岸壁效应对船舶水动力的影响.选用RNG k-ε湍流模型,使用全六面体网格进行离散,数值模拟了KVLCC2船体在不同水深和航道宽度情况下作直航和斜航运动时的粘性流场,得到作用在船体上的水动力.将计算结果与试验结果对比,验证了计算方法的有效性.     

用变系数微分方程进行船舶波浪弯矩的时域模拟

对船舶在波浪上的刚体运动理论加以改进，采用变系数微分方程对船舶在波浪上的运动进行模拟，并计算外力，计算表明，船舶在正弦波上的运动是一种近似于“拍”的运动，不是通常理论所假设的正弦周期运动，在微机上开发的程序能模拟各种规则波、非规则波输入时的船舶运动情况，为船舶结构可靠性分析中的外力随机分析奠定了基础。算例与文献进行了比较，表明了其正确性。     

基于APDL的浮动舱室有限元参数化声学建模与分析

运用APDL语言开发参数化计算模块程序,完成某船浮动舱室的三维声学建模,根据实际工作情况选取约束条件,在ANSYS环境下对整体舱室进行有限元模态分析,对比分析不同防火等级情况下舱室低阶振动频率.编制流固耦合声学计算程序并进行谐波声场分析,验证不同厚度防火岩棉对舱室声学性能的影响.将参数化设计与有限元分析相结合,实现复杂模型的结构参数调整、自动生成实体模型并完成有限元分析,对优化船舶舱室声学设计具有重要作用.     

高速排水型船的运动性能预报

给出一种基于高速细长体理论的预报高速排水型船在波浪上运动性能的数值方法。在高速细长体理论的定解条件中 ,自由面条件是三维的 ,而控制方程和物面条件则是二维的。采用时域自由面 Green函数将定解问题转化为物面上的积分方程 ,进而求解水动力系数和船舶运动方程。对NPL 系列单体船型的运动性能作了理论预报 ,并与实验结果和用切片法的理论预报结果作了比较。结果表明 ,高速细长体理论的预报结果与试验结果更为接近 ,而切片理论由于受到纯二维假定的限制 ,在高航速情况下 ,预报精度较差。     

船舶运动状态下超声波风速风向动态测量建模与分析

根据超声波风速风向传感器工作原理,建立船舶运动状态下超声波风速风向动态测量的理论模型,并搭建船舶动态风速风向测量的模拟平台。在不同风速和风向条件下进行大量实验。数据分析表明,实验结果与理论模型一致。该结果可为船舶运动状态下风速风向动态测量误差补偿提供理论基础。     

生成多体系统运动方程的MAPLE程序设计

针对多体系统符号或数值形式运动方程的推导，给出了一种简单灵活的MAPLE程序设计方法，由于MAPLE有很强的符号运算功能，每个刚体的运动速度，平动及旋转的加速度和雅可比矩阵以及对运动方程的线性化可以通过简单的函数来完成，基于此，分析了这种程序设计的主要流程和关键步骤的实现方法，并以一个简单的转子模型为例进行了具体说明。     

基于小波变换理论的船舶横摇运动分析与预测

为获得横摇运动在不同时间尺度下的演变规律,提出基于小波变换(WT)理论进行船舶横摇运动非线性时间序列分析与预测的方法.通过小波变换对横摇运动时间序列进行多分辨率分析(MRA),将原序列分解为多个相对简单的准周期信号,对信号的趋势项、周期项和随机项进行分离,并采用人工神经网络(ANN)模型对上述准周期信号进行预报和集成.仿真结果表明:该方法有效提高了预报长度,并可获得较高建模及预报精度.