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领航跟随法和势函数组合的船舶编队控制

控制理论与应用 2016年第9期33卷 1259-1264页

作者：李芸肖英杰上海海事大学商船学院上海201306 航运仿真技术教育部工程研究中心上海201306

多船舶作业在海上越来越盛行,最常见的运行方式就是船舶编队协控,本文考虑领航跟随法过于集中控制的不足,将船舶编队分为领航–跟随控制阶段和跟随–跟随控制两个阶段.在第1个阶段使用多输入滑模控制以及船舶响应模型进行控制律分配;第... 详细信息

多船舶作业在海上越来越盛行,最常见的运行方式就是船舶编队协控,本文考虑领航跟随法过于集中控制的不足,将船舶编队分为领航–跟随控制阶段和跟随–跟随控制两个阶段.在第1个阶段使用多输入滑模控制以及船舶响应模型进行控制律分配;第2阶段引入势函数方法,结合图形拓扑来约束跟随船舶间的间距,提高队形的稳固性,弥补单一领航跟随法的不足,并通过Lyapunov函数验证系统控制的稳定性.后期通过直线和曲线路径的仿真验证,得到编队船舶的各状态历时趋势,船舶间状态最终达到一致性,实现队形保持的目标,得出良好效果,验证了算法的有效性.

关键词：船舶编队领航跟随势函数图形拓扑

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基于新型扩张干扰观测器的船舶航向滑模控制

上海交通大学学报 2014年第12期48卷 1708-1713,1720页

作者：李芸白响恩肖英杰上海海事大学商船学院航运仿真技术教育部工程研究中心上海201306

采用非线性船舶运动模型,利用滑模控制对参数变化、扰动不敏感性、响应速度快和容易实现的特点,研究船舶航向变化的自动运动控制.针对外界海浪的干扰,借鉴非线性干扰观测器的设计原理,运用扩张状态观测器对状态干扰的抑制性,设计出新型... 详细信息

采用非线性船舶运动模型,利用滑模控制对参数变化、扰动不敏感性、响应速度快和容易实现的特点,研究船舶航向变化的自动运动控制.针对外界海浪的干扰,借鉴非线性干扰观测器的设计原理,运用扩张状态观测器对状态干扰的抑制性,设计出新型的扩张干扰观测器,补偿系统的外部干扰,减少滑模控制的抖动影响.探讨了系统的稳定性、船舶转向的可靠性和削弱航向变化时的波动性.最后,通过对船舶转向控制系统的仿真,验证了新型干扰器对干扰具有良好抑制性能,能对船舶航向进行稳定控制.

关键词：滑模控制干扰补偿扩张干扰观测器非线性船舶模型

蚁群元胞优化算法在人群疏散路径规划中的应用

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物理学报 2020年第8期69卷 83-91页

作者：王培良张婷肖英杰上海海事大学商船学院上海201306 山东交通职业学院航海学院潍坊261206 潍坊科技学院潍坊262700

针对疏散路径规划问题,以栅格化地图为背景的基础上,提出了蚁群元胞优化算法.首先为统一仿真时间步长,建立以六边形元胞为基础的栅格地图;然后利用静态势场对启发函数进行优化,利用分段更新规则优化信息素更新方式;最后,将模型参数作为... 详细信息

针对疏散路径规划问题,以栅格化地图为背景的基础上,提出了蚁群元胞优化算法.首先为统一仿真时间步长,建立以六边形元胞为基础的栅格地图;然后利用静态势场对启发函数进行优化,利用分段更新规则优化信息素更新方式;最后,将模型参数作为粒子群优化算法的粒子位置信息进行优化,求解参数的最优组合值.仿真结果表明:采用蚁群元胞优化模型进行疏散路径规划时,不仅加快了搜索速度,而且增大了解空间,提高了搜索能力,可以有效避免陷入局部最优解.

关键词：路径规划人群疏散蚁群元胞优化算法粒子群优化

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多尺度线状目标的机场跑道识别

红外与激光工程 2005年第6期34卷 733-736页

作者：李小毛唐延东肖颍杰中国科学院沈阳自动化研究所

特定目标的检测与识别是自动目标识别的关键技术之一。作为典型地面目标,机场跑道的识别,一直是自动目标识别领域人们感兴趣的研究课题。针对机场的跑道成像是线状结构和高灰度值的特征,提出了一种基于多尺度线状目标强化的机场跑道识... 详细信息

特定目标的检测与识别是自动目标识别的关键技术之一。作为典型地面目标,机场跑道的识别,一直是自动目标识别领域人们感兴趣的研究课题。针对机场的跑道成像是线状结构和高灰度值的特征,提出了一种基于多尺度线状目标强化的机场跑道识别算法。实验结果表明,在复杂背景下,此方法在将机场跑道目标强化出来的同时,能够很好地抑制其他非线状特征目标,起到真正的强化作用。因此,在复杂背景下,此方法较基于边缘的机场跑道识别算法具有更好的识别性能。

关键词：跑道识别线状目标强化多尺度分析

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水流作用下的沉管平移控制模型与优化方法

交通运输工程学报 2016年第2期16卷 27-36页

作者：李军军杨小军李芸肖英杰上海海事大学商船学院上海201306

针对水流作用下的沉管平移控制问题,在数学描述的基础上对拖轮合力、合力矩进行了分析,统一了四象限拖轮力矩的计算公式,构建了考虑作业拖轮数量、拖力裕量、浮运速度的沉管平移控制优化模型,提出了基于加权对数理想点法的粒子群优化方... 详细信息

针对水流作用下的沉管平移控制问题,在数学描述的基础上对拖轮合力、合力矩进行了分析,统一了四象限拖轮力矩的计算公式,构建了考虑作业拖轮数量、拖力裕量、浮运速度的沉管平移控制优化模型,提出了基于加权对数理想点法的粒子群优化方法,运用克拉默法则进行拖力大小和角度的约束处理,通过港珠澳大桥岛隧工程沉管隧道管节浮运控制算例进行仿真。仿真结果表明:拖轮总数量为6艘时,涨潮流情况下所得浮运速度为4.770kn,适应度为0.720,作业拖轮数量为3艘,拖力裕量乘积为2.693×1020 kN6;落潮流情况下所得浮运速度为1.750kn,适应度为3.042,作业拖轮数量为5艘,拖力裕量乘积为3.352×1019 kN6。可见,本文提出的模型和方法具有较强的适用性,适应度较优,作业拖轮数量较小,拖力裕量与浮运速度较大。

关键词：沉管平移控制拖轮合力合力矩粒子群优化加权对数理想点法

新型甲醇重整–化学链氢电联产系统热力学分析

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工程热物理学报 2021年第10期42卷 2481-2490页

作者：鲁誉刘牧天肖英杰张筱松海南大学机电工程学院海口570228

本文提出了一种新颖的甲醇重整–化学链发电制氢联产系统。该系统利用化学链燃烧氧化反应的显热给甲醇重整制氢部分提供反应热,充分利用了甲醇重整制氢的驰放气,同时实现了Fe2O3高温热的合理利用,使新系统内部能量品位的匹配变得更加合... 详细信息

本文提出了一种新颖的甲醇重整–化学链发电制氢联产系统。该系统利用化学链燃烧氧化反应的显热给甲醇重整制氢部分提供反应热,充分利用了甲醇重整制氢的驰放气,同时实现了Fe2O3高温热的合理利用,使新系统内部能量品位的匹配变得更加合理。重整反应部分温度为250℃左右时,该新型联产系统的效率达到了61.8%,展现出了良好的热力学性能。本文对该系统进行了分析,并以常规制氢和化学链燃烧耦合发电系统为参照进行了对比,研究了其性能。新系统的效率较高,同时实现了CO2的无能耗分离。

关键词：甲醇化学链燃烧制氢发电联产系统

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波浪对沉井拖航阻力影响的CFD数值分析

大连海事大学学报 2019年第3期45卷 106-113页

作者：曾祥堃肖英杰上海海事大学信息工程学院上海201306 上海海事大学商船学院上海201306 上海海事大学航运仿真技术教育部工程研究中心上海201306

针对大型方沉井拖航过程中波浪对沉井所受阻力的影响问题,采用基于计算流体力学(CFD)的方法进行不同流速和不同波高组合工况下沉井的拖航水阻力数值模拟.结果表明,沉井的拖航阻力随着沉井迎向、破开和穿过波浪的过程而有所波动;在相同... 详细信息

针对大型方沉井拖航过程中波浪对沉井所受阻力的影响问题,采用基于计算流体力学(CFD)的方法进行不同流速和不同波高组合工况下沉井的拖航水阻力数值模拟.结果表明,沉井的拖航阻力随着沉井迎向、破开和穿过波浪的过程而有所波动;在相同流速时,沉井的拖航阻力随着波高的增加而增加;沉井的拖航阻力随着波高的变化趋势在不同流速时基本一致;沉井拖航阻力随着波高的增大而产生的增量与波高的平方成正比例关系.计算阻力增量百分比表明,波高超过2 m之后,阻力的增量百分比接近或超过5%.因此,在工程实践中计算沉井拖航阻力时,建议将波高作为沉井阻力计算的因素之一.

关键词：波浪沉井拖航阻力数值模拟计算流体力学(CFD)

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桥梁通航孔船舶通行能力研究

中国航海 2007年第2期30卷 48-51页

作者：应静华肖英杰上海长航国际海运有限公司上海200122 上海海事大学上海200135

跨海大桥的建设有利于促进两岸及其周边地区发展,进一步提升城市竞争力,对于整个地区的经济、社会发展都具有深远的、重大的战略意义。然而,大桥的建设改变了当地的船舶通航环境,通航孔宽度影响船舶自由航行。因此,有必要对桥区水域船... 详细信息

跨海大桥的建设有利于促进两岸及其周边地区发展,进一步提升城市竞争力,对于整个地区的经济、社会发展都具有深远的、重大的战略意义。然而,大桥的建设改变了当地的船舶通航环境,通航孔宽度影响船舶自由航行。因此,有必要对桥区水域船舶通行能力进行研究。基于航海操纵模拟器,模拟船舶紧急制动距离,运用排队论的相关理论,分析大桥通航孔船舶通行能力,为建立桥区通航管理规则,合理规划过桥等待锚地提供参考,以利于保障桥区水域船舶航行安全。

关键词：水路运输通航孔排队论安全距离航海模拟器

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考虑周期性波动因素的船舶交通流量预测模型

大连海事大学学报 2016年第4期42卷 41-46页

作者：张树奎肖英杰江苏海事职业技术学院航海技术学院南京211170 上海海事大学商船学院上海201306

为提高船舶交通流量预测精度,综合考虑季节、气候等因素,通过分析历史流量数据,在线性增长模型的基础上构建了考虑周期性波动因素的船舶交通流量预测改进模型,并运用贝叶斯估计和预测方法求解模型,提出了基于时序数据预测船舶交通流量... 详细信息

为提高船舶交通流量预测精度,综合考虑季节、气候等因素,通过分析历史流量数据,在线性增长模型的基础上构建了考虑周期性波动因素的船舶交通流量预测改进模型,并运用贝叶斯估计和预测方法求解模型,提出了基于时序数据预测船舶交通流量的预测方法.实例验证表明,较传统线性增长模型,新模型更符合交通流量的实际情况,月流量预测结果的平均绝对误差下降了3.56%,标准差下降了3.79%.因此,新的预测方法用于船舶交通流量预测是有效的.

关键词：船舶交通流量周期性波动线性增长模型预测