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复杂场景下基于增强YOLOv3的船舶目标检测 认领
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作者 聂鑫 刘文 吴巍 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第9期2561-2570,共10页
为提升水上交通安全监管的智能化水平,进一步提高基于深度学习的船舶目标检测算法的定位精度和检测准确率,在传统YOLOv3算法基础上,提出用于船舶目标检测的增强YOLOv3算法。首先,在网络预测层引入预测框不确定性回归,以预测边界框的不... 为提升水上交通安全监管的智能化水平,进一步提高基于深度学习的船舶目标检测算法的定位精度和检测准确率,在传统YOLOv3算法基础上,提出用于船舶目标检测的增强YOLOv3算法。首先,在网络预测层引入预测框不确定性回归,以预测边界框的不确定性信息;然后,使用负对数似然函数和改进的二值交叉熵函数重新设计损失函数;其次,针对船舶形状使用K均值聚类算法重新设计先验锚框尺寸并平均分配到对应预测尺度;在网络训练阶段,使用数据增强策略扩充训练样本数量;最后,使用加入高斯软阈值函数的非极大值抑制(NMS)算法对预测框进行后处理。对各种改进方法和不同目标检测算法在真实海事视频监控数据集上进行对比实验。实验结果显示,与传统YOLOv3算法相比,带有预测框不确定性信息的YOLOv3算法的假正样本(FP)数量降低了35.42%,真正样本(TP)数量提高了1.83%,所以提高了准确率;增强YOLOv3算法在船舶图像上的平均准确率均值(mAP)达到87.74%,与传统YOLOv3算法和Faster R-CNN算法相比分别提高了24.12%和23.53%;所提算法的每秒钟检测图像数量达到30.70张,满足实时检测的要求。实验结果表明,所提算法在雾天和低照度等不良天气条件与复杂通航背景下,均能实现船舶目标的高精度稳定实时检测。 展开更多
关键词 水路运输 目标检测 YOLOv3 船舶 深度学习
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长江船舶污染能耗水平评价体系构建 认领
2
作者 李博文 邓健 +1 位作者 王丽铮 沈慧 《船海工程》 北大核心 2020年第3期87-91,96,共6页
对长江干线航行船舶的能耗和污染水平现状进行相关统计分析,在此基础上充分梳理国内外船舶环保技术的相关标准,从能耗和污染两方面入手,建立长江船舶能耗污染水平评价体系,划定高能耗、高污染船舶评价指标的阈值,实现长江现有船舶能耗... 对长江干线航行船舶的能耗和污染水平现状进行相关统计分析,在此基础上充分梳理国内外船舶环保技术的相关标准,从能耗和污染两方面入手,建立长江船舶能耗污染水平评价体系,划定高能耗、高污染船舶评价指标的阈值,实现长江现有船舶能耗和污染水平的科学分级分类,并从便于操作的角度提出指标分值确定和计算的方法。提供一种能够识别高能耗高污染船舶的有效途径,提出管控长江高能耗高污染船舶的对策建议。 展开更多
关键词 船舶能耗 船舶污染 评价体系 对策建议
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无人艇自适应路径跟踪控制方法设计与验证 认领
3
作者 文元桥 陶威 +3 位作者 周杰 周阳 杨吉 肖长诗 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期512-518,共7页
针对航行环境变化下的无人水面艇路径跟踪控制问题,本文设计了一种基于特征模型的全系数自适应控制算法和矢量场(VF)制导算法的无人水面艇(USV)自适应路径跟踪控制器。采用特征建模方法建立了无人水面艇的特征模型,并结合电机输入指令... 针对航行环境变化下的无人水面艇路径跟踪控制问题,本文设计了一种基于特征模型的全系数自适应控制算法和矢量场(VF)制导算法的无人水面艇(USV)自适应路径跟踪控制器。采用特征建模方法建立了无人水面艇的特征模型,并结合电机输入指令和差分GPS、电子罗经的数据实现对USV特征模型参数的在线计算;依据全系数自适应控制理论设计了无人水面艇艏向和速度协同控制器,并根据在线辨识特征模型参数在线调节控制器的参数;采用VF制导算法设计并实现无人水面艇的自适应路径跟踪控制器。通过Gazebo仿真软件进行仿真实验与武汉理工大学“iNav-IV”型无人水面艇实船实验,验证了该方法的有效性和实用性。 展开更多
关键词 无人水面艇 特征模型 全系数自适应控制 路径跟踪 矢量场制导 积分瞄准线
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基于负极主导区间的电池神经网络老化预测 认领
4
作者 石琼林 朱国荣 +1 位作者 陈雅 康健强 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第7期995-998,1014,共5页
电池的老化估计是目前电池领域研究的热点,使用神经网络的方法对锂离子电池进行老化预测具有广阔的应用前景,但是目前神经网络模型的建立往往缺乏电池老化机理的研究,不仅需要大量的实验数据,而且要进行完整的充放电才能建立模型,因此... 电池的老化估计是目前电池领域研究的热点,使用神经网络的方法对锂离子电池进行老化预测具有广阔的应用前景,但是目前神经网络模型的建立往往缺乏电池老化机理的研究,不仅需要大量的实验数据,而且要进行完整的充放电才能建立模型,因此无法在线应用。提出了一种基于磷酸铁锂电池的负极主导区间预测电池老化的方法。磷酸铁锂电池的负极主导区间中包含丰富的老化信息,通过在负极主导区间建立神经网络模型,结合短暂的阶跃放电实验即可实现对电池容量的在线预测,平均误差小于2%。 展开更多
关键词 磷酸铁锂 主导区间 神经网络 老化估计
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海上溢油应急物资可达能力研究 认领
5
作者 彭鑫 文元桥 +5 位作者 肖长诗 黄亮 周春辉 张帆 元海文 张义萌 《武汉理工大学学报:交通科学与工程版》 2020年第1期91-96,共6页
为了降低海上溢油事故对近岸海域通航安全和环境的影响,提高海事部门的近岸海域溢油应急响应能力.文中提出一种海上溢油应急响应评估与可视化模型.在构建多维海上溢油应急物资应急能力评价指标体系基础上,结合应急物资调配最优路径分析... 为了降低海上溢油事故对近岸海域通航安全和环境的影响,提高海事部门的近岸海域溢油应急响应能力.文中提出一种海上溢油应急响应评估与可视化模型.在构建多维海上溢油应急物资应急能力评价指标体系基础上,结合应急物资调配最优路径分析,建立了研究海域范围内任意位置应急物资可达能力和码头(应急设备库)可获取应急物资应急能力的计算与可视化模型.以深圳水域为研究水域进行实验验证,结果表明,模型评估结果与实际相符,能够提供海上溢油应急物资应急能力的直观展示. 展开更多
关键词 溢油应急 应急物资 应急能力 评估 可视化
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施工船舶虚拟警戒标系统的设计与实现 认领
6
作者 周春辉 黄弘逊 +3 位作者 顾尚定 陈润 文元桥 甘浪雄 《中国航海》 CSCD 北大核心 2020年第1期62-66,共5页
针对施工船舶的安全作业需求,保障施工船舶的安全作业水域不受他船非法入侵,确保施工安全,设计并构建一套施工船舶虚拟警戒标系统。采用嵌入式计算、无线通信、船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)等技术对施工船舶... 针对施工船舶的安全作业需求,保障施工船舶的安全作业水域不受他船非法入侵,确保施工安全,设计并构建一套施工船舶虚拟警戒标系统。采用嵌入式计算、无线通信、船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)等技术对施工船舶虚拟警戒标系统进行关键性设计,在对其系统功能进行验证之后,在长江武汉段选取“吉洲”号船舶进行实船测试。测试结果表明:该虚拟警戒标系统能够实现船舶施工水域的划定、播发和显示等功能,并能对施工船舶进行远程跟踪和管理。研究成果对保障水上施工作业安全、减少和预防水上交通事故、保持港口与航道正常运行有较强的现实意义,对航运安全保障技术的发展有一定贡献。 展开更多
关键词 施工船舶 虚拟警戒标系统 安全警戒 水上交通监管 船舶自动识别系统
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船舶废气排放扩散模拟计算方法研究 认领
7
作者 彭鑫 文元桥 +5 位作者 肖长诗 黄亮 周春辉 张帆 杨甜甜 张义萌 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期255-264,共10页
基于船舶AIS数据的船舶废气排放评估计算模型,以高斯烟团扩散模型为核心,结合船舶航行和排放特征,构建移动船舶源排放烟团扩散模型。利用控制变量法,在其他变量参数相同条件下,分别设定不同风向、不同大气稳定度、不同高程平面,仿真模... 基于船舶AIS数据的船舶废气排放评估计算模型,以高斯烟团扩散模型为核心,结合船舶航行和排放特征,构建移动船舶源排放烟团扩散模型。利用控制变量法,在其他变量参数相同条件下,分别设定不同风向、不同大气稳定度、不同高程平面,仿真模拟航行状态下的船舶排放烟团扩散至空间环境中的质量浓度分布情况,分析船舶在不同环境参数下的扩散特征。结果表明,仿真模拟结果与实际气体空间质量浓度分布情况相符。通过在深圳市盐田港区布设船舶废气排放岸基固定嗅探监测设备,对港区进、离港和过往船舶进行大气污染物排放组分(SO2、CO2、NO、NO2)全天在线实时监测,以SO2作为试验样本气体,船舶排放的SO2排放至监测站的模拟质量浓度与实际监测质量浓度标准误差为19.81%,在合理的误差范围内,验证了船舶废气排放扩散模拟计算方法的科学有效性。 展开更多
关键词 环境学 海洋环境 船舶排放 扩散 高斯模型
混合非凸非光滑正则化约束的模糊图像盲复原 认领
8
作者 耿源谦 吴传生 刘文 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第4期1171-1176,共6页
为能够复原出高质量的清晰图像,提出一种混合正则化约束的模糊图像盲复原方法。首先,根据模糊核的稀疏性,采用L0范数的正则项对模糊核进行稀疏约束,以提高模糊核估计的准确性;然后,根据图像梯度的稀疏性,采用混合一阶和二阶图像梯度的L... 为能够复原出高质量的清晰图像,提出一种混合正则化约束的模糊图像盲复原方法。首先,根据模糊核的稀疏性,采用L0范数的正则项对模糊核进行稀疏约束,以提高模糊核估计的准确性;然后,根据图像梯度的稀疏性,采用混合一阶和二阶图像梯度的L0范数对图像梯度进行正则化约束,以保留图像边缘信息;最后,由于所提出的混合正则化约束模型本质上是非凸非光滑优化问题,通过交替方向乘子法对模型进行求解,并在非盲反卷积阶段采用L1范数数据拟合项和全变分的方法复原清晰图像。实验结果表明,所提方法能够复原出更加清晰的细节和边缘信息,复原结果的质量更高。 展开更多
关键词 模糊图像 图像盲复原 正则化约束 交替方向乘子法 全变分
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近似最小一乘意义下的鲁棒卡尔曼滤波器 认领
9
作者 郭蕴华 刘俊杰 +2 位作者 汪敬东 牟军敏 胡义 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期2399-2406,共8页
当存在高污染率的野值观测时,现有的鲁棒卡尔曼滤波器的数值稳定性和抗差能力可能会严重退化.为此,基于近似最小一乘估计和修正的高斯牛顿方法提出一种新的鲁棒卡尔曼滤波器,以减小含野量测对滤波器的不利影响.通过条件数分析和影响函... 当存在高污染率的野值观测时,现有的鲁棒卡尔曼滤波器的数值稳定性和抗差能力可能会严重退化.为此,基于近似最小一乘估计和修正的高斯牛顿方法提出一种新的鲁棒卡尔曼滤波器,以减小含野量测对滤波器的不利影响.通过条件数分析和影响函数分析,从理论上证明所提出方法的数值稳定性和抗差能力均好于基于Huber估计的卡尔曼滤波器.通过仿真实验对理论分析结果进行验证.仿真结果表明,在只有少量野值观测的情况下,所提出的滤波器与Huber卡尔曼滤波器的估计性能大致相当;而在含有高污染率的野值观测时,所提出的滤波器的估计性能明显好于Huber卡尔曼滤波器.在仿真实验中还对几种滤波器的计算花费进行了比较,发现所提出滤波器的计算代价小于Huber卡尔曼滤波器的计算代价. 展开更多
关键词 卡尔曼滤波 鲁棒滤波 最小一乘 影响函数 条件数 数值稳定性
基于鲁棒容积卡尔曼滤波的自适应目标跟踪算法 认领
10
作者 彭美康 郭蕴华 +2 位作者 汪敬东 牟军敏 胡义 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期793-800,共8页
目标跟踪系统的观测野值将大大降低滤波算法对目标状态的估计精度.为了解决这个问题,提出了一种基于鲁棒容积卡尔曼滤波的自适应目标跟踪算法.借鉴Huber等价权函数的思想,构造了基于平方根平滑逼近函数的修正因子以抑制观测野值的影响,... 目标跟踪系统的观测野值将大大降低滤波算法对目标状态的估计精度.为了解决这个问题,提出了一种基于鲁棒容积卡尔曼滤波的自适应目标跟踪算法.借鉴Huber等价权函数的思想,构造了基于平方根平滑逼近函数的修正因子以抑制观测野值的影响,并结合容积卡尔曼滤波器求解框架推导出该算法.区别于Huber方法对观测残差的每个维度分别进行处理,提出的算法能够对观测残差进行综合评判.理论分析证明所提算法具有更好的数值稳定性.仿真实验表明,所提算法能够自适应地减少异常值的不利影响,与现有算法相比具有更优的滤波性能.在仿真实验中还对几种滤波算法的计算花费进行了比较,发现所提算法未大幅增加计算成本. 展开更多
关键词 野值 非线性滤波 自适应算法 修正因子 目标跟踪
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基于航向控制系统的船舶动态避碰机理 认领
11
作者 贺益雄 张晓寒 +4 位作者 胡惟璇 李梦霞 龚帅 金毅 牟军敏 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期988-993,1027,共7页
为探索航速矢量变化与船舶避碰之间的动态变化规律(避碰机理),研究了结合船舶领域和速度障碍等方法的静态避碰机理,确定了不考虑船舶改向运动过程与周围环境变化前提下,本船可避让所有物标的航速矢量区间;建立了基于模糊自适应比例积分... 为探索航速矢量变化与船舶避碰之间的动态变化规律(避碰机理),研究了结合船舶领域和速度障碍等方法的静态避碰机理,确定了不考虑船舶改向运动过程与周围环境变化前提下,本船可避让所有物标的航速矢量区间;建立了基于模糊自适应比例积分微分(PID)控制和船舶运动方程的航向控制系统,再现船舶改向过程中的航速矢量非线性变化;基于静态避碰机理和航向控制系统研究了船舶动态避碰机理,求解了符合船舶操纵运动过程的动态避碰改向区间.研究结果表明,在开阔水域随机设置的多物标环境中,可得到符合航速矢量非线性变化的动态避碰改向区间集合[−90°,−72°]、[31°,47°]、[62°,79°],受动态船舶主要影响形成改向范围为(−72°,31°)、(79°,90°]的碰撞航向区间,符合船舶操纵运动对改向避碰的影响规律,可为实现船舶避碰辅助决策、自动避碰和动态避碰路径规划提供基础理论和方法. 展开更多
关键词 避碰机理 速度障碍 船舶领域 模糊自适应比例积分微分(PID)控制 MMG(分离型船舶操纵运动模型)
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基于数据驱动控制的船舶自动靠泊 认领
12
作者 熊勇 余嘉俊 +3 位作者 牟军敏 张本任 张加 朱奇舸 《中国航海》 CSCD 北大核心 2020年第3期1-7,共7页
船舶靠泊时航速低,存在岸壁效应、浅水效应等复杂情况,难以采用基于模型的运动控制算法实现对其精确操控,因此设计一种实时采集动力学数据的硬件架构,并采用对反馈的数据直接进行运动控制的方法,实现船舶自动靠泊。该方法通过在船上不... 船舶靠泊时航速低,存在岸壁效应、浅水效应等复杂情况,难以采用基于模型的运动控制算法实现对其精确操控,因此设计一种实时采集动力学数据的硬件架构,并采用对反馈的数据直接进行运动控制的方法,实现船舶自动靠泊。该方法通过在船上不同位置布设微波雷达形成阵列,获取船舶的不同位置相对于泊位岸壁的实时距离信息,并结合船舶的实时位置信息,通过计算几何的方法得到船舶相对于泊位的实时位置和姿态。根据精确定义的船舶靠泊状态,设计一种由上层调度和下层控制组成的船舶自动靠泊方法,其中:上层调度采用基于专家系统的逻辑推理表;下层控制使用基于实时数据驱动的无模型自适应控制实现船舶操控。通过海量的实操数据精确调整控制器参数,从而提升控制器在真实环境下的适应性和可靠性。实船试验结果表明该方法具有可行性和实用性。 展开更多
关键词 自动靠泊 无模型自适应控制 数据驱动控制 微波雷达阵列
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海上风电场作用下的导航雷达电磁波散射场强计算研究 认领
13
作者 刘克中 王伟强 +3 位作者 许晓琴 辛旭日 杨星 马杰 《武汉理工大学学报:交通科学与工程版》 2020年第2期233-237,共5页
针对海上风电场对导航雷达探测性能的影响问题,提出了一种风电场作用下的雷达电磁波散射场强计算方法.首先应用电磁场和电磁波理论,结合第一和第三类贝塞尔函数,对单台风机不同极化条件下的电磁波散射场强核算模型进行研究;然后通过引... 针对海上风电场对导航雷达探测性能的影响问题,提出了一种风电场作用下的雷达电磁波散射场强计算方法.首先应用电磁场和电磁波理论,结合第一和第三类贝塞尔函数,对单台风机不同极化条件下的电磁波散射场强核算模型进行研究;然后通过引入风机群阵因子分析风电场多台风机作用下的雷达电磁波散射场强计算方法.对某海上风电场的雷达散射场强仿真研究结果表明,在风电场作用下雷达电磁波散射场具有明显的方向性,最大场强散射方向的波瓣宽度约为10°. 展开更多
关键词 海上风电场 雷达 电磁波 散射场强
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船舶三维管路智能布局优化算法 认领
14
作者 熊勇 张加 +3 位作者 余嘉俊 张本任 梁萱卓 朱奇舸 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第7期2164-2170,共7页
针对船舶在三维环境下管路布局约束多,工程规则难以量化,难以确定合适的优化评价函数等问题,提出一种新的船舶管路自动布局方法。首先,采用轴平行包围盒法(AABB)对船体和船内设备进行简化,将其离散成空间节点并赋予初始信息素和能量值,... 针对船舶在三维环境下管路布局约束多,工程规则难以量化,难以确定合适的优化评价函数等问题,提出一种新的船舶管路自动布局方法。首先,采用轴平行包围盒法(AABB)对船体和船内设备进行简化,将其离散成空间节点并赋予初始信息素和能量值,对空间障碍物进行标记,并对主要的敷管规则给出了具体的量化形式;其次,将快速扩展随机树(RRT)算法和蚁群优化(ACO)算法进行结合,引入方向选择策略、避障策略和变步长策略,提升了算法搜索效率和成功率,通过建立优化评价函数,利用ACO对路径进行循环迭代优化,以期得到满足工程规则的综合最优解;最后,采用计算机模拟的船舱空间布局环境进行管路自动敷设仿真实验,验证了所提方法的有效性和实用性。 展开更多
关键词 三维管路 蚁群优化算法 快速扩展随机树算法 轴平行包围盒法 复杂约束
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基于改进Seq2Seq的短时AIS轨迹序列预测模型 认领
15
作者 游兰 韩雪薇 +3 位作者 何正伟 肖丝雨 何渡 潘筱萌 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2020年第9期169-174,共6页
采用深度学习进行船舶轨迹序列预测对于智能航运具有重要意义。船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)蕴藏着大量船舶轨迹特征,基于AIS数据预测船舶轨迹是近年智能航运研究的热点之一。文中提出了一种基于改进Seq2Seq... 采用深度学习进行船舶轨迹序列预测对于智能航运具有重要意义。船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)蕴藏着大量船舶轨迹特征,基于AIS数据预测船舶轨迹是近年智能航运研究的热点之一。文中提出了一种基于改进Seq2Seq的短时AIS轨迹序列预测模型,该模型使用门控循环单元网络将历史时空序列编码为一个上下文向量,用以保留轨迹空间点间的时序关系,同时缓解梯度下降的问题。通过使用门控循环单元网络作为解码器来预测船舶轨迹的时空序列。实验采用了大规模真实船舶AIS数据,选取两类典型河段(重庆弯曲河段和武汉顺直河段)为实验区域,以评估和验证模型的有效性和适用性。实验证明,该模型能够有效提高短时轨迹序列预测的准确性和效率,为智能航船碰撞预警提供了一种有效可行的方法。 展开更多
关键词 轨迹预测 序列到序列模型 循环神经网络 船舶自动识别系统 时空数据挖掘
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基于云平台的智能化水质采样飞行机器人研究 认领
16
作者 严钦豪 吴晓春 《科技创业月刊》 2020年第1期139-141,共3页
智能机器人的发展对加快生态文明建设具有重要意义。面对全球环境问题和日趋严峻的水危机,水资源保护已成为人类所面临的一个亟待解决的难题。水环境质量监测是水资源保护的重要一环,为了加强水环境质量监控,及时掌握水质现状情况,克服... 智能机器人的发展对加快生态文明建设具有重要意义。面对全球环境问题和日趋严峻的水危机,水资源保护已成为人类所面临的一个亟待解决的难题。水环境质量监测是水资源保护的重要一环,为了加强水环境质量监控,及时掌握水质现状情况,克服恶劣天气和复杂外部环境影响,设计智能化水质采样、运输飞行机器人,是未来发展趋势。利用智能手机平台,融入视觉辅助系统,完善水质采样、存储及运输装置,研究设计一种替代人完成复杂环境下的水质监测作业机器人,能大幅提高监测作业效率、降低劳动成本、减少工作人员作业风险。 展开更多
关键词 云平台 智能化 水质采样 飞行机器人
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船舶碰撞损伤临界态势界定研究 认领
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作者 李慧 甘浪雄 +2 位作者 张磊 郑元洲 赵晓博 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期380-389,共10页
船舶碰撞往往会造成严重的损伤或损失。船舶在实际航行中,若碰撞不可避免,驾驶员应尽量调整至合适的碰撞态势(包括速度和角度),以减少碰撞损伤或损失。因此,需研究船舶碰撞不同态势下的损伤,并界定其临界态势。本文以两艘10000吨级单舷... 船舶碰撞往往会造成严重的损伤或损失。船舶在实际航行中,若碰撞不可避免,驾驶员应尽量调整至合适的碰撞态势(包括速度和角度),以减少碰撞损伤或损失。因此,需研究船舶碰撞不同态势下的损伤,并界定其临界态势。本文以两艘10000吨级单舷侧结构散货船为研究对象,以不同的速度、角度设计多个数值仿真试验工况,基于MSC.Dytran对船舶最危险的区间段进行有限元仿真分析,同时结合正交设计、改进后的BP-GA算法,建立综合指标,而确定其临界速度和角度值,并提出减少碰撞损伤和损失的建议,以指导船舶驾驶员如何应急操纵。结果表明船尾机舱段为最危险碰撞区间段,在此基础上得出临界碰撞速度值为2253 mm/s,并得出临界碰撞角度随实际碰撞速度的变化趋势。研究成果可为船舶碰撞态势的选择提供理论参考,并为船舶驾驶员在紧急情况下的应急避碰提供实践指导。 展开更多
关键词 船舶碰撞 数值仿真 BP-GA 临界态势
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受限水域40万吨矿砂船下沉量计算分析 认领
18
作者 吴炜煌 刘钊 +1 位作者 刘敬贤 李欢欢 《武汉理工大学学报:交通科学与工程版》 2020年第4期722-727,共6页
针对40万吨超大型矿砂船(very large ore carrier,VLOC)航行过程中安全研究和船体下沉量的精确计算问题,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法结合商用CAE软件进行VLOC下沉量数值计算仿真和数据分析处理,研究不同影... 针对40万吨超大型矿砂船(very large ore carrier,VLOC)航行过程中安全研究和船体下沉量的精确计算问题,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法结合商用CAE软件进行VLOC下沉量数值计算仿真和数据分析处理,研究不同影响因素下VLOC船体下沉量的变化规律和趋势.数值实验结果表明:VLOC船体下沉量与航速、水深吃水比、弗劳德数等影响因素有直接关系,缩尺船模试验进一步深入探究并验证下沉量与各影响因素的数值关系.数据分析结果表明:VLOC的航速及水深吃水比是影响船体下沉量的重要因素,几个物理量呈现高度的正相关关系. 展开更多
关键词 受限水域 超大型矿砂船(VLOC) 下沉量 计算流体力学
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水上搜救机器人航迹跟踪控制器设计 认领
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作者 肖长诗 高欣国 +3 位作者 文元桥 周阳 隋忠义 向皓闻 《武汉理工大学学报:交通科学与工程版》 2020年第3期429-434,共6页
为解决水上搜救机器人航迹跟踪控制问题,以三推进器水上机器人为研究对象,设计一种间接航迹跟踪控制器,该控制器由内环航向航速控制和外环航迹制导律组成.内环航向航速控制在S面控制方法基础上加入基于反馈误差的自适应调整;外环航迹制... 为解决水上搜救机器人航迹跟踪控制问题,以三推进器水上机器人为研究对象,设计一种间接航迹跟踪控制器,该控制器由内环航向航速控制和外环航迹制导律组成.内环航向航速控制在S面控制方法基础上加入基于反馈误差的自适应调整;外环航迹制导律在LOS(line-of-sight)算法的基础上改进前视距离的选择方式,增加航迹跟踪的灵活性.而针对推力分配冗余的问题,采用二次规划方法优化推力的分配.仿真和实验结果表明,该控制器能够实现水上搜救机器人对航迹较快较稳的跟踪. 展开更多
关键词 水上搜救机器人 S面控制 LOS 推力分配 航迹跟踪
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倾转四旋翼自主降落的设计与仿真 认领
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作者 修素朴 文元桥 +2 位作者 肖长诗 元海文 詹文强 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1676-1685,共10页
针对四旋翼飞行器欠驱动性,提出一种用于自主降落的倾转四旋翼模型。该模型通过使用四个舵机对电机方向的控制来对位置(y)和姿态(roll)进行解耦,可实现倾斜悬停与倾斜飞行,增大了无人机的灵活性,提高了对无人机的位置和姿态的精确控制,... 针对四旋翼飞行器欠驱动性,提出一种用于自主降落的倾转四旋翼模型。该模型通过使用四个舵机对电机方向的控制来对位置(y)和姿态(roll)进行解耦,可实现倾斜悬停与倾斜飞行,增大了无人机的灵活性,提高了对无人机的位置和姿态的精确控制,使得跟踪和降落效果得到了提高。选取5次多项式来规划轨迹,以求鲁棒性强、距离最优。运用Matlab/Simulink对倾转四旋翼模型分析并验证,结果表明具有该结构的飞行器能够更加快速、准确地降落在斜面或移动平台上。 展开更多
关键词 四旋翼 倾转 降落 解耦控制 轨迹规划
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