船舶综合管理平台下减摇鳍的网络量化控制

针对船舶信息化的发展,提出了一种区域型船舶综合管理平台网络架构.并着重研究了在此平台下减摇鳍系统的网络量化控制问题;在考虑平台网络通信约束的情况下,建立了减摇鳍网络量化控制系统结构模型.从平台网络系统层面提出了重要实时数据统一封装并优先调度的策略,设计了一种模糊量化编码方法,并研究了在此编码下减摇鳍的控制策略;对各种海况下的减摇效果进行仿真,结果表明了该模糊量化控制方法的有效性.     

升力反馈减摇鳍防失速控制方法研究

为了克服常规浪级调节单元的不足,进一步提高减摇鳍的减摇效果,并预防高海况下的动态失速,针对升力反馈减摇鳍系统,采用基于T-S模型的广义预测控制器中带遗忘因子的最小二乘法在线辨识船舶横摇运动方程,以适应变化的海况和船舶横摇参数,减小了计算量,提高了船舶横摇参数变化时减摇鳍的战摇效果.在分析了升力反馈减摇鳍在高海况下失速发生原因和浪级调节单元不足的基础上,通过在预测控制器中引入约束条件解决了高海况下的动态失速.相对于浪级调节单元,广义预测控制器提高了高海况下减摇鳍的利用效率.仿真结果表明,该方法可以在高海况下充分发挥减摇鳍系统的效能,提高减摇效果,并有效防止动态失速的发生.     

网络控制系统时延的分析及补偿

网络控制系统是计算机、通信技术和控制技术融合发展所形成的一个新领域.网络诱导时延的分析与补偿是该研究领域的关键问题.分析了网络诱导时延,并建立了具有随机时延的网络控制系统在单包传输下的模型.然后引入全维状态观测器,在此基础上对系统的网络时延进行补偿.最后给出了不同情况下的仿真图,验证了时延的不利影响及补偿方法的有效性.     

网络时延的混沌特性分析及预测

针对互联网的传输时延处于不确定状态的问题,从网络时延序列表现出的性质出发,将混沌理论引入对网络时延的特性分析.通过对实际网络时延数据的处理,计算验证了网络时延具有混沌特性.并提出了采用混沌一支持向量机回归模型对互联网络时延进行预测的方法,通过实例分析对该方法进行了验证.分析结果证明了混沌一支持向量机模型可以对网络时延的变化趋势进行较为准确的预测,和BP神经网络回归预测相比,混沌一支持向量机对时延的短期预测具有更高精度.     

网络控制系统的时延在线估计与时延补偿策略研究

针对网络控制系统中的网络时延问题,引入了一种时延在线估计算法,并根据动态矩阵控制的特点,提出了一种基于分段动态矩阵控制算法的网络时延补偿策略,利用分段动态矩阵控制算法对网络控制系统中的时延信号进行预测,以补偿其在网络传输中的时延.     

基于预测值控制的变采样网络控制系统

利用节点采用事件–时间驱动方式建立了变采样网络控制系统, 在固定时延稳定控制的基础上, 根据预测控制值和预测反馈值给出该系统在变时延下所对应的状态转移矩阵, 研究了满足变采样网络控制系统稳定的预测误差和预测时间的条件, 最后给出了一个例子说明分析的结果.     

无线网络环境下移动机器人的控制策略研究

在移动机器人控制性能优化的研究中,针对无线控制网络中存在时延的情况,进行了控制器与补偿器的研究与设计.首先建立了移动机器人动力学模型,并针对模型设计离散反演控制器使移动机器人能够对给定信号进行跟踪.引入无线网络,进而分析网络时延对无线网络控制系统性能的影响,并针对网络时延利用预测控制算法设计控制序列预测补偿器,从而完成在时延存在的情况下仍然可以对移动机器人进行准确控制的无线移动机器人控制系统.仿真结果表明,设计的控制器与补偿器为无线网络环境下移动机器人的控制性能优化提供了参考.     

基于互联网的远程控制中网络时延测试与研究

不确定性的网络时延导致了远程控制品质降低,成为影响网络化控制系统性能的关键因素.因此,对网络时延的特性分析以及精确的预测对改善远程控制的动态性能起到重要的作用.在对互联网时延进行了大量的测试的基础上,分析了网络时延的原因以及规律,提出了一种基于误差修正的改进BP神经网络来预测互联网不确定性时延的方法.通过实验比较,证明了该预测方法的有效性.     

因特网时延空间中TIV与接入时延的研究

大量网络测量研究证实了违反三角不等式(TIV)是因特网时延空间存在的一种普遍现象,是影响网络坐标系统准确性的重要原因之一.通过将因特网分为接入网和核心网两部分,引入了时延空间模型来分析接入时延对于TIV的影响.理论分析表明TIV产生于网络的核心,接入时延可以使得在端到端路径中观察到的TIV数目会减少,并减轻TIV的严重程度.然后,在PlanetLab测试平台设计了一组网络测量实验,来测量端到端的时延矩阵和相应的拓扑信息.之后,设计了ScoutTIV算法来统计时延数据集中的TIV比例.在实验中,根据主机的IP属性将其分为3个子集,并生成了1个随机数据集来进行分析.在所有子集上的实验结果与理论分析结论一致,为网络坐标系统进一步提高预测精度提供了重要依据.     

基于核方法的移动机器人远程控制时延预测与分析*

构建了基于Internet的移动机器人控制平台,针对该平台中网络时延的非线性特性,提出了利用线性核和RBF核方法对网络时延序列样本进行回归建模和预测。比较了核方法、BP神经网络和RBF神经网络算法预测误差,表明在移动机器人远程控制中,核方法对网络时延序列预测具有更好的函数逼近能力和较高的预测精度,从而可根据预测时延调节移动机器人控制指令和状态信息的网络传输,保证系统的可靠性,提高移动机器人的控制性能。     

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.     

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．     

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PID神经元网络的水面舰艇减摇方法

文章研究水面舰艇减摇问题,采用PID神经元网络控制方法.舰艇在大风浪条件下产生剧烈横摇,减摇鳍是目前应用最为广泛的减摇装置之一.鳍角与升力矩的水动力特性主要依靠静态实验获取,实际使用中,鳍控制力矩与鳍角呈复杂非线性关系,使水动力特性存在较大误差.为解决升力系数及航速等反馈中的重要参数不确定性而导致鳍角产生的力矩难以确定...     

利用MATLAB进行船舶舵鳍联合减摇智能控制系统设计与仿真

该文针对象船舶舵鳍联合减摇系统这样的复杂模型的仿真以及智能控制系统设计中需训练控制器、仿真中的变参数控制等特点,介绍了一种用SIMULINK对变参数顺系统进行仿真的方法,给出了利用MATLAB环境设计如神经网络控制器等智能控制器的方案,最后给出了所述设计方案和仿真方法的具有实例：利用遗传算法训练模糊神经网络控制器对船舶舵鳍联合减摇系统进行控制。     

PLC在减摇鳍数字化改造中的应用

介绍了PLC应用于某舰艇减摇鳍系统数字化改造。建立了以PLC为核心的数字控制系统,在不增加任何输入信号的情况下,实现原有控制系统的各项功能。此数字控制系统与以数字阀为核心的数字液压随动系统结合,简化了减摇鳍系统结构,提高了系统可靠性。改造后的数字化减摇鳍系统已在某型舰艇上成功投入使用。     

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。     

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.