船舶综合管理平台网络下减摇鳍预估控制

为满足船舶网络化、信息化和智能化的要求,研究了综合管理平台网络下减摇鳍的控制问题.在传统减摇鳍系统模式的基础上,提出了综合管理平台下减摇鳍网络控制系统的模型.分析了由于平台网络引入的诱导时延对系统性能的影响.以均值预测法为基础,引入预测控制算法中“误差预测”思想,设计了一类新的时延辨识器.在此基础上,对于海浪干扰和网络...     

基于修正因子模糊PID控制在升力鳍系统中的应用

应用基于量化因子和决策因子自修正的模糊PID控制算法来改进升力控制减摇鳍系统,并利用子模糊系统自动调整量化因子和决策因子,从而改善基本模糊控制器的稳态和动态性能.模糊控制算法与传统PID控制的有机结合,使升力鳍系统控制精度、鲁棒性以及自适应性得到显著改善.基于该算法的某型船舶仿真结果表明,该复合控制算法使升力鳍系统能够在各种海况下均具有良好的减摇效果.     

基于修正因子模糊 PID控制在升力鳍系统中的应用

应用基于量化因子和决策因子自修正的模糊 PID控制算法来改进升力控制减摇鳍系统,并利用子模糊系统自动调整量化因子和决策因子,从而改善基本模糊控制器的稳态和动态性能 .模糊控制算法与传统PID 控制的有机结合,使升力鳍系统控制精度,鲁棒性以及自适应性得到显著改善 .基于该算法的某型船舶仿真结果表明,该复合控制算法使升力鳍系统能够在各种海况下均具有良好的减摇效果.

     

升力控制减摇鳍模糊控制策略的仿真研究

减摇鳍控制系统具有时变、非线性以及不确定性等特点,因此系统采用PID控制并不能获得期望的控制效果;文中系统阐述了升力反馈控制减摇鳍系统控制原理,基于目前研究现状提出一种升力指令控制策略设计方法——具有参数可整定的模糊PID控制器,并讨论了如何优化模糊控制规则,使减摇鳍系统具有更好的自适应性和减摇效果;文章给出应用模糊控制器的减摇鳍控制系统的仿真结果,该系统在各种海况下都具有良好而平稳的减摇性能。     

一种控制规则在线自调整模糊控制器

以简单实用、归一模糊量化的方式设计了一种模糊控制器,并提出一种新的模糊控制规则在线自调整控制方案,以提高模糊控制的性能.其中归一量化实现输入的“归档”,用修正函数调整控制规则实现“分档”控制.仿真结果证明了该方法的有效性.     

带宽受限的CAN总线对数量化调度策略

研究了使用量化技术解决控制器局域网络（CAN）总线网络控制系统的带宽受限问题.首先,建立了多控制回路的网络控制系统模型,该模型综合考虑了采用对数量化器对采样信号进行量化和Bernoulli随机网络丢包过程.并针对量化误差和数据丢包,设计了控制器和观测器使得闭环系统指数均方稳定.然后根据控制性能最优化要求,设计了在带宽受限情况下的反馈网络调度器,提出了量化反馈调度策略.最后通过对3个独立控制回路组成的CAN总线系统进行仿真实验,验证了此调度策略的有效性和可行性.     

一种高阶模糊CMAC自适应控制及其应用

提出了一种高阶模糊小脑模型神经网络控制器(HOFCMAC),利用模糊子集对输 入状态空间进行分割,同时采用多层的量化方式对输入状态进行量化,并利用代数积,代数和 的方法综合各种量化方式的量化结果.由于多层量化方式的应用,这种控制器也比单纯基于 广义基函数的模糊CMAC有更好的控制性能.复杂工业炉温控制试验结果证明这种方法的 有效性.     

基于RBF神经网络的减摇鳍自适应滑模控制

为减轻船舶在大风浪中剧烈的横摇,减摇鳍是目前应用最广泛的减摇装置.针时船舶减摇鳍系统的非线性和不确定性,在系统不确定性函数结构未知的情况下,提出一种RBF神经网络自适应滑模控制方法.采用RBF神经网络逼近系统不确定动态,并设计权值的自适应律,结合滑模控制增强系统的鲁棒性.在不同有义波高和不同浪向角下,建立随机海浪的干扰模型,应用simulink对系统进行仿真.仿真结果表明,该控制策略在各种海况下,均具有良好的减摇效果和较强的鲁棒性.     

基于遗传算法寻优的PID控制技术及应用

以船舶减摇鳍系统为研究对象,提出一种基于遗传算法寻优的PID控制算法,并进行了计算机仿真和试验研究。结果表明,根据遗传算法寻优设计的PID控制器具有较强的鲁棒性,即使在外部环境恶劣的条件下,系统的控制性能仍具有较好的动态品质和稳态精度。     

卷积神经网络混合截断量化

量化是压缩卷积神经网络、加速卷积神经网络推理的主要方法.现有的量化方法大多将所有层量化至相同的位宽,混合精度量化则可以在相同的压缩比下获得更高的准确率,但寻找混合精度量化策略是很困难的.为解决这种问题,提出了一种基于强化学习的卷积神经网络混合截断量化方法,使用强化学习的方法搜索混合精度量化策略,并根据搜索得到的量化策略混合截断权重数据后再进行量化,进一步提高了量化后网络的准确率.在ImageNet数据集上测试了ResNet18/50以及MobileNet-V2使用此方法量化前后的Top-1准确率,在COCO数据集上测试了YOLOV3网络量化前后的mAP.与HAQ, ZeroQ相比, MobileNet-V2网络量化至4位的Top-1准确率分别提高了2.7%和0.3%;与分层量化相比, YOLOV3网络量化至6位的mAP提高了2.6%.     

零航速减摇鳍自适应主从控制器设计

零航速下鳍上的水动力与鳍角,角速度和角加速度存在记忆非线性关系,同时船舶横摇模型本身亦具有非线性和不确定性.导致常规控制方式无法直接求取控制量,且不能适应变化的模型和海况.本文通过主从控制器来分离减摇鳍系统的输出和输入非线性,对分离后的系统,采用基于径向基网络的逆控制构成主控制器来求取中间控制量,并自适应横摇模型和海况的变化.采用广义回归神经网络来逼近中间控制量到鳍角的映射作为从控制器.仿真结果表明该方法对横摇模型的不确定性具有自适应性,并可提高在变海况和高海况下的减摇效果.     

Establishing an Integrated Process Management System (IPMS) in ship management companies

This paper motivates on redesigning the traditional management style of global shipping firms in order to originally establish an Integrated Process Management System (IPMS) on the basis of quality aspects, environmental concerns, and occupational health and safety requirements. The requirements of ISO 9001:2000, ISO 14001:2004, and OHSAS 18001:2007 are comparatively assessed with respect to International Safety Management (ISM) Code clauses via using Fuzzy Axiomatic Design (FAD) while Analytic Network Process (ANP) enables to identify critical managerial processes of shipping business. Consequently, the fundamental structure of IPMS is proposed based on the quantitative outcomes of FAD and ANP approaches. In practice, the IPMS can be adopted into shore-based organizations in accordance with the prior principles of ship management companies.     

基于最佳相位匹配的减摇鳍低航速控制策略

为了满足工程船舶对低航速下减摇的需求,提高船舶在锚泊和低航速下的耐波性,提出减摇鳍在低航速下的控制策略,重点针对低航速下升力与鳍角之间相位关系对航速十分敏感的问题和船舶横摇模型的不确定性问题进行研究.通过数值迭代解决低航速下升力相位对航速的敏感性和升力与鳍角的非线性关系问题,相位调节器可以克服航速测量误差的影响,保证最佳的相位匹配;利用分数阶鲁棒控制器保证模型参数变化时整个系统的控制性能.对所设计的控制策略进行数值仿真,仿真数据表明,在随机海洋环境干扰下,减摇鳍可以获得满意的低航速减摇能力.进行船模水池试验,试验结果也表明,所设计的控制策略可以使减摇鳍在锚泊和低航速下产生满意的减摇效果.     

基于PAC的零航速减摇鳍升力测量系统研究

零航速减摇鳍是一种新型减摇装置,其升力产生机理、控制策略都与传统减摇鳍不同。通过对现有实验设备数据采集和控制系统的改进,建立一套适合零航速减摇鳍控制系统特点和实验要求的实验室升力检测系统。升力检测系统包括基于压阻式升力传感器的检测元件和基于PAC的数据采集及记录的控制系统。可用于分析和验证零航速减摇鳍的升力理论模型,为工程实验提供有价值的信息。     

舵鳍联合自抗扰主从控制策略设计

在分析舰船航行中所受干扰特性的基础上,针对目前舵鳍联合控制中存在的问题,以虚拟控制力作为中间变量,设计了主从结构的舵鳍联合控制策略.主控制器采用非线性干扰观测器对环境扰动和模型不确定性进行估计,在此基础上以虚拟控制力作为控制量采用自抗扰结构,对船舶三自由度运动进行联合控制.同时,在主控制器设计中包含了舵/鳍伺服系统的实际约束,保证了从控制器解的可行性.基于遗传算法设计了数值反演从控制器,求取最终的控制量.通过船模试验和仿真对所设计的控制器进行了验证,试验和仿真结果表明所设计的两步主从控制策略具有较好的控制效果.     

船舶减摇非线性系统神经网络控制研究

本文针对船舶横摇运动的非线性模型，基于BP神经网络设计了一种船舶横摇减摇 自适应PID控制器．该控制结构由两个BP神经网络组成,实现了对被控对象输出的预测及PID控制器参数的自整定．仿真表明该控制器对减摇系统的非线性模型有很好的减摇效果．     

零航速减摇鳍两步主从控制律设计

零航速减摇鳍水动力特性与升力式减摇鳍存在本质差异,前者与鳍角、角速度、角加速度构成 多约束动态非线性映射,不满足后者的近似线性关系,导致对抗式PID控制无法适用.针对零航速 减摇鳍系统特有的动态输入非线性及整体结构,借助非线性分离策略,提出并设计基于变约束模 型预测控制与数值迭代反演的两步主从控制律.仿真 结果表明,控制器性能良好,但受物理性硬约束影响,零航速减摇效率随海情增加而呈非线性递减趋势.     

Lift fin stabilizers based on data fusion with wavelet denoising technology

Fin stabilizers with fin-lift feedback control can shield the mapping error of calculation between the fin angle and fin lift force, which is in the fin stabilizer with fin-angle feedback control. In practice, there are some technical difficulties in lift fin stabilizers, such as lift force detection and lift force sensor installation, so it cannot achieve the good antirolling performance. Therefore, a fin stabilizer system with fin-lift/fin-angle integrated control is brought forward. Data fusion based on wavelet denoising technology is employed in the system, which combines lift with fin angle local information from two sensors with different frequency ranges in order to eliminate redundant and contradictory information, and using complementary information to obtain the relative integrity of the lift force signal. The system model is established in this paper, and the fusion signal and the antirolling performance of this model are simulated respectively. The result shows that the control system can meet the antirolling need in different sea situations.