基于Terminal的船舶动力定位系统控制器设计

滑模变结构控制是一种特殊的非线性控制,它具有快速响应、实现简单、对扰动不灵敏、无需在线辨识等优点。船舶动力定位系统属于不确定、非线性的系统,本文对一船舶动力定位系统的数学模型进行了Terminal滑模控制器设计、通过Matlab中的Simulink进行仿真,仿真的结果验证了滑模变结构控制对船舶动力定位系统控制的有效性。     

基于声学可视化的GIS击穿定位系统研制及应用

针对传统GIS耐压击穿定位方法精度不高、测点布置工作繁杂等问题,开展了基于声学可视化技术的GIS击穿定位方法研究。通过对声学可视化击穿定位原理的深入分析,确定了声学可视化击穿定位系统的总体设计方案,研制了高度一体式的声学可视化定位装置,并基于定位分析流程开发了流程化的定位监控软件,整个定位系统通过无线方式组网,并采用非接触式布置方案,极大提高了现场测试效率。通过试验现场应用,验证了该定位系统能够有效实现GIS耐压击穿定位,可视化的定位结果具有较高的定位精度。     

基于UWB技术的煤矿井下定位系统研究与设计

针对煤矿井下设备管理不规范,使用效率不高的问题,提出了一种基于UWB技术的井下设备定位系统.根据井下实际环境,建立无线定位系统整体方案,读卡器与定位标签之间通过UWB进行无线通信,利用信号强度与三边测定法进行定位标签的二维定位,并对定位分站、读卡器与定位标签的结构进行了设计.通过实验模拟巷道环境,对系统的定位精度进行试...     

一种新型超短基线换能器定位装置的设计与研究

为提升超短基线水声定位系统的定位精度,设计了一种新型超短基线换能器的定位装置。该装置采用双出轴多排链结构进行动力传递,用直线导轨进行主轴导向和定位,并用大型自密封滑动轴承进行定向。采用ANSYS进行有限元分析,确定定位主轴在伸出船体3 m并且船体运动不大于6节航速时,其偏摆角在0.1°以内,远小于当前超短基线定位系统1°偏摆角的要求,并且垂直定位精度在0.2 mm以内。陆上模拟试验,也证实了设备的性能可靠,维修保养方便。实践证明:该设计方案定位精度的提升有利于提升超短基线整体系统定位精度。     

交互多模型在车辆组合定位系统中的应用（英文）

为解决扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter,EKF)在车辆组合定位系统中因车辆加减速、转弯(以下简称机动)而存在的精度低、稳定性差等问题,设计了一种将交互多模型(interacting multiple model,IMM)算法与非线性卡尔曼滤波器相融合的自适应滤波算法。该算法使用三种状态空间模型来描述车辆的运动模式,采用多个非线性滤波器对每个模型并行滤波,通过模型匹配似然函数对滤波结果进行加权融合,最终得到系统的定位信息。该方法具备非线性系统滤波器优点,克服了单一模型滤波算法对机动目标定位效果差的缺点。利用该方法和EKF算法分别对GPS/INS/DR车辆组合定位系统中进行了仿真实验,结果表明,该算法的滤波定位精度明显优于目前组合定位系统中所用的EKF滤波器,大幅提高了组合定位系统的稳定性和定位精度。     

表面电机的二级定位系统

对表面电机的原理和力学特性进行了研究，提出了提供定位精度的二级定位系统——粗糙定位和精密定位。粗糙定位使系统运行速度加快，精密定位使系统的定位精度提高。仿真结果表明，二级定位系统可以使电机提高速度和精度性能，同时系统的鲁棒性也得到提高。     

六自由度数字化导板定位系统的运动分析及仿真研究

针对颌面部介入治疗手术过程中导板位置和数字化设计软件中规划的位置无法精确匹配的问题,对数字化软件设计并通过3D打印得到的导板的匹配策略进行了研究。对辅助导板定位的定位方式进行了总结,提出了一种六自由度数字化导板的定位系统;该定位系统通过ABAQUS进行了刚度仿真,并通过正运动学分析进行求解、Matlab仿真得出了操作空间范围,最后得出了导板固定在系统上应该旋转的角度和平移距离,并利用3D打印模型和支架试验台进行了误差测试。研究结果表明:该定位系统刚度达到要求,操作空间满足实际需求,而且定位误差较小,具有较高的可靠性和精确性。     

基于激光跟踪的数字化装配定位原型系统设计

定位是飞机装配中的一个重要环节.运用基于激光跟踪的数字化装配定位系统进行定位,能够提高定位精度、减少定位型架,对降低成本、提高装配质量和效率有重要意义.介绍该系统的工作原理,并论述了支撑系统的产品工程数据集,对原型系统进行了设计.     

基于人工智能的矿山钻机精准定位系统设计

随着装备制造技术的进步,特别是人工智能技术在工业自动化和机械控制领域的突破,基于人工智能的矿山钻机精准定位系统受到了广泛的关注。钻机定位系统是矿业工程中的关键技术,它直接影响到开采效率和安全。传统的定位方法面临着精度不高、适应性差等问题。随着人工智能的发展,利用其算法和数据处理能力,可以大幅提升钻机的定位精度和系统的可靠性。该文设计一个基于人工智能的矿山钻机精准定位系统,并选择高精度矿山钻机模型和配备高性能传感器系统及服务器对不同矿山环境进行模拟测试。该系统的功能模块包括数据采集模块、数据处理,分析模块、实时定位和用户界面模块,能够精准地实现定位与导航功能。在不同矿山环境的模拟测试中,展示了该定位系统具有在实际应用中的性能和准确性。     

复杂坏境下基于SINS/UWB的容错组合定位技术研究

针对超宽带无线定位系统在复杂坏境中出现的定位数据丢失以及粗大误差等导致SINS/UWB组合系统定位精度下降的问题,提出了一种基于超宽带定位系统容错判断的组合定位方法。首先根据捷联惯导测量值进行基于中值滤波的运动载体静止状态检测,进而利用最小二乘法实现静止状态下捷联惯导量测偏差矫正;然后在建立SINS/UWB组合定位模型的基础上,引入决策树容错判断机制,对超宽带定位系统在复杂环境中由于信号干扰以及非视距导致的测量数据丢失以及粗大定位误差进行实时评估,进而应用卡尔曼滤波算法,实现容错组合定位系统的构建。在搭建的SINS/UWB组合定位实验平台中进行模型验证,结果表明容错组合定位系统能够有效检测出UWB定位系统出现的定位数据丢失以及粗大定位误差,并且在UWB粗大误差状态持续6 s的情况下,容错组合定位系统仍然能够保持较高的定位精度。     

半潜式平台用锚机研究

在半潜式平台定位中,锚机是其配套使用的关键设备之一,其性能的优劣直接决定整个平台的安全性和工作可靠性。通过对半潜式平台定位模式分析,着重介绍了平台配套用4种主要形式锚机的功能和特点,以及国内外锚机技术发展趋势,以期加快研发具有我国自主知识产权、配套半潜式平台用锚机系统。     

一种波浪中的船舶动力定位运动建模方法研究

船舶动力定位是在船舶低速条件下对航向和位置进行控制，控制效果受海浪干扰的影响较大。考虑具有修正PM波谱的长峰不规则浪，基于海浪幅值响应算子（RAO）研究了船舶在海浪中的六自由度运动预报模型。以船舶定点保持模式为例，采用船模实验数据，对海浪作用下的船舶纵荡、横荡和转艏运动进行了数值仿真，给出了运动RAO频率特性曲线和船舶运动时域响应曲线，验证了该方法的有效性。该方法用于船舶在波浪中的运动预报和动力定位系统设计，具有实用性和经济性。     

A study on the control system design for ship mooring winch system

This paper considers the control system design problem of a barge type surface vessel. The main role of a barge ship is to carry and supply cargo and materials to floating units and other marine locations. To carry out this job, the barge ship has to be positioned in a specified area. Although thrust systems are installed on the ship, in general, the mooring winch system with cable is used. Therefore, this paper proposes a single type mooring winch system and a method of designing a control system. We propose a mathematical model of the vessel winch control system, and the reliability of the control system is verified by numerical calculations and experiments. In addition, a cable model is constructed from the experimental data to identify the characteristic of cable motion, which is unknown in general and considered as an uncertainty. Based on these results, a robust control system is designed, and its control performance evaluated by simulation and experiment show that the proposed approach works well.     

张紧式系泊半潜式风机平台水动力响应建模分析

针对某半潜式风机平台,采用锚链和聚酯纤维绳分段连接形成张紧式系泊系统,建立环境载荷数学模型及环境载荷作用下的平台及系泊系统动力学方程.通过Simulink集总参数计算与AQWA数值仿真2种方式,对比分析风载荷阶跃输入、浪载荷正弦输入作用下平台的响应特性.结果表明,Simulink集总模型计算结果与AQWA数值仿真结果较...     

Reliability-based robust dynamic positioning for a turret-moored floating production storage and offloading vessel with unknown time-varying disturbances and input saturation

In this paper, we derived a mathematical model for a floating production storage and offloading (FPSO) vessel and its buoy mooring system and developed a new robust positioning controller to keep vessels in a desired region in the presence of unknown time-varying disturbances with uncertainties and input saturation. Different materials (chain and polyester) and buoys are considered in the model of mooring system to make the developed model more realistic. We employed a disturbance observer to estimate the disturbances and designed an auxiliary dynamic system integrated with the structural reliability's derivative to quantify the input saturation's influence, and its states are used to the control design. Our proposed controller can keep the structural reliability and heading at desired values with arbitrarily small errors while guaranteeing the uniform ultimate boundedness of all signals in the closed-loop control system. It is easier for the control design because disturbances and input saturation are handled simultaneously and so is the stability analysis because only one Lyapunov function is needed. Simulations are conducted to demonstrate our proposed controller's effectiveness and a comparison with a robust controller based on hyperbolic tangent functions shows our proposed controller can avoid steady errors with desired control goals.     

复合轧环机液压系统动态分析与优化研究

介绍了HHRM200型复合轧环设备液压系统的构造及其工作原理,并基于AMESim软件建立其仿真模型,利用批运行的方法确定了二通插装阀中难以确定的最大流量系数,研究了整个环件轧制过程中复合轧环设备液压系统的动态特性,且依靠优化算法对液压系统PID控制器参数进行优化,优化后的参数使位置偏差对时间的积分值降低了40.2%。最后,进行了复合轧制实验,验证了利用该参数建模所得主轧辊定位精度的可靠性。该研究为复合轧环机液压系统的设计、调试提供参考依据,有一定的实用价值。     

基于数据挖掘和数据网格技术的舰船全寿命信息共享和发现研究

以舰船复杂产品为例，分析了全寿命信息以及与全寿命协同设计及其动态联盟组建过程的相关性。把基于灰关联聚类数据挖掘的数据网格技术应用于设备故障规律的发现，根据舰船全寿命信息共享要求，提出了一个多层次和交叉的、以两个数据网格服务中心为基础的动态联盟共享结构及基于数据挖掘算法的资源和信息发现流程。已开发的原型系统实现了两个数据网格服务中心的信息共享，并用实例验证了用灰色聚类算法来发现某设备的故障规律可行性。     

真空断路器的性能分析与动态仿真

采用ADAMS动态分析软件对VG1真空断路器机械操纵部分进行动态仿真,获得了断路器合闸瞬间机械操纵部分的动态特性。分析了影响触头弹跳时间与主要结构参数之间的关系,并对影响断路器性能的主要机构进行了优化设计。试验测试表明,软件仿真结果与实测结果基本相符。将仿真结果用以改进断路器的参数,获得了较好的实际效果。     

基于动态特征点的巡检机器人目标定位系统设计

为减轻巡检人员工作量、提高巡检效率,设计基于动态特征点的巡检机器人目标定位系统。明确定位系统基站与子基站主要功能,建立整体架构;选择工业相机、采集卡和显示器等作为硬件设备,为避免机器人受到环境干扰,调整步进电机与驱动器性能参数;建立系统软件开发环境,结合动态连接和演示程序 2 种封装模式,简化系统调试方案;对采集图像做灰度均衡化处理,以增强图像细节,利用动态特征点提取方法获得目标的方向与尺度特征;设定三帧差分算法的合理差分阈值,对图像做阈值化和逻辑相交处理,确定目标运动区域,完成定位。仿真实验证明,该系统不仅具备精准的静态定位功能,当目标实时运动时,也能获得理想定位结果。     

规则波作用下起重船吊重动力学仿真

在考虑吊重空间摆动和船体运动的耦合以及流体动力学效应、波浪力、锚索的非线性恢复力等条件下,建立了锚泊起重船动力学模型。分析了起重船在规则波作用下吊重的摆动特征,当外部波浪频率趋近于吊重特征频率时,吊重会发生大的晃动。比较了船舶在理想简谐运动条件下与在规则波条件下吊重的摆动特征。分析结果表明:作用在船体上的非线性载荷对船舶和吊重的运动影响比较明显。