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一种基于强化学习的指挥智能体控制方法

兵工自动化 2024年第1期43卷 92-96页

作者：林九根朱衍明余景锋宋家平吴如悦中国船舶工业系统工程研究院智能中心北京100094

针对无人水下航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)如何进行任务分配、航路规划、指挥控制问题,提出一种新的控制实现方法。搭建UUV指挥智能体训练平台,设计学习训练所需的想定,进行状态设计、数据适配、决策解析和规则库建立,选定... 详细信息

针对无人水下航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)如何进行任务分配、航路规划、指挥控制问题,提出一种新的控制实现方法。搭建UUV指挥智能体训练平台,设计学习训练所需的想定,进行状态设计、数据适配、决策解析和规则库建立,选定近端策略优化(proximal policy optimization,PPO)强化学习算法进行训练,并进行应用验证。结果表明:指挥智能体能有效对UUV进行任务分配、航路规划、指挥控制;通过不断优化算法,可提高战胜基于规则的传统控制方法的胜率。

关键词：航路规划任务分配智能体强化学习

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飞跨电容型多电平整流器载波重构调制策略

电力自动化设备 2024年第5期44卷 178-184页

作者：张鹏吴学智祝天岳梅子扬续文政北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心北京100044 中国船舶工业系统工程研究院北京100094

针对飞跨电容型多电平整流器存在众多冗余开关状态的特性及飞跨电容的电压平衡控制需求,提出一种通用的载波重构调制策略。该策略通过构造多段锯齿形载波来增加调制自由度,在保持与载波同相层叠调制策略相同的线电压谐波性能的同时,还... 详细信息

针对飞跨电容型多电平整流器存在众多冗余开关状态的特性及飞跨电容的电压平衡控制需求,提出一种通用的载波重构调制策略。该策略通过构造多段锯齿形载波来增加调制自由度,在保持与载波同相层叠调制策略相同的线电压谐波性能的同时,还具备载波移相调制策略的飞跨电容电压自平衡特性。仿真与实验结果验证了所提调制策略的有效性。

关键词：飞跨电容型多电平整流器载波重构调制谐波性能优化电容电压自平衡

船用燃气轮机网垫级进气滤清器二次夹带影响机理

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上海交通大学学报 2024年

作者：费运达刘艳明王建华孙士珺北京理工大学宇航学院中国船舶工业系统工程研究院

船舶燃气轮机进气过滤部件内的液滴二次夹带严重影响进气品质以及燃气轮机的安全运行，对此研究了网垫级内液滴二次夹带形成及影响机理，对比分析了不同进气流速、不同液滴直径对网丝表面液膜厚度以及二次夹带质量的影响规律。结果表明... 详细信息

船舶燃气轮机进气过滤部件内的液滴二次夹带严重影响进气品质以及燃气轮机的安全运行，对此研究了网垫级内液滴二次夹带形成及影响机理，对比分析了不同进气流速、不同液滴直径对网丝表面液膜厚度以及二次夹带质量的影响规律。结果表明：受速度梯度以及惯性的影响，进口液滴趋于先在丝网段上游沉积形成液膜；液膜剥离是船舶行驶工况下二次夹带的主要形式，其发生的临界进气流速在4～4.5 m/s区间内；相邻丝网层紧凑型排列对通过气流起到加速作用，加剧了对液膜的剪切，使得液膜剥离质量升高，在网垫级加工中应尽量避免；随着进气流速的增大，液膜厚度整体减小，液膜剥离质量整体增大；液滴直径的增大使得孔隙易于堵塞且局部膜厚增大，最终导致液膜厚度减小，液膜剥离质量升高，严重影响过滤效率，在d=20 μm时过滤器失效。

关键词：燃气轮机进气系统网垫级滤清器二次夹带液膜分布液膜剥离

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频率−波数域处理的线谱目标增强检测

声学学报 2024年第4期49卷 647-655页

作者：王冠群黄海宁迟骋张舒然鞠东豪中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院先进水下信息技术重点实验室北京100190 中国船舶工业系统工程研究院北京100036

针对复杂水下环境中的弱线谱目标检测问题,提出了一种基于频率−波数域处理的增强检测方法。该方法利用线谱目标的时空相干特性,构建适配于均匀线列阵处理的频率−波数域二维联合滤波器,通过自适应迭代方式实现对线谱目标的二维增强;在此... 详细信息

针对复杂水下环境中的弱线谱目标检测问题,提出了一种基于频率−波数域处理的增强检测方法。该方法利用线谱目标的时空相干特性,构建适配于均匀线列阵处理的频率−波数域二维联合滤波器,通过自适应迭代方式实现对线谱目标的二维增强;在此基础上,将频率−波数域的主瓣检测累积结果作为方位谱的输出,实现对线谱目标的方位高分辨。仿真结果表明,该方法对带宽内信噪比−35 dB线谱目标的处理增益可达21.3 dB,方位分辨率在0.3°内。利用海上实测数据进行验证,该方法对线谱目标的处理增益可达8 dB。与CBF、SSED等宽带处理方法相比,该方法具有更高的线谱目标处理增益;与ALE、STJD等线谱处理方法相比,该方法具有更低的旁瓣起伏和更高的目标方位分辨率。

关键词：无源探测线谱增强频率−波数域主瓣检测

船舶燃气轮机冷却风机压头对排气引射系统流场特性的影响

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热能动力工程 2024年第6期39卷 59-66,88页

作者：杨福正刘宇骁柴运强吴轩中国船舶集团有限公司系统工程研究院北京100094

为了解决船舶燃气轮机在恶劣工况下冷却空气进气量较少的问题,以船舶燃气轮机完整排气引射系统为研究对象,采用标准k-ε模型模拟计算,分析了风机压头为0 Pa基准工况下的流场特性和温度分布特性,在此基础上探索了开启冷却风机后不同风机... 详细信息

为了解决船舶燃气轮机在恶劣工况下冷却空气进气量较少的问题,以船舶燃气轮机完整排气引射系统为研究对象,采用标准k-ε模型模拟计算,分析了风机压头为0 Pa基准工况下的流场特性和温度分布特性,在此基础上探索了开启冷却风机后不同风机压头对排气引射系统流场特性的影响。研究表明:基准工况时无量纲出口温度为0.5150,而当风机压头为200 Pa时无量纲温度为0.5099,与基准工况对比,箱装体冷却进气质量流量随压力阶跃的增加而增加,冷却进气量增加使混合管道内的温度更加均匀、局部高温区更小、出口温度更低;在研究条件下,随着风机压头的提升,排气引射系统的总引射量和总引射系数也相应提高,在1500 Pa工况下达到最大值,相较于基准工况,总引射系数提高了17.2%;喷管进口的总压和静压均会随着压头增加而增大,排气引射系统出口温度持续降低,在阶跃压力从200 Pa增加到1500 Pa的过程中,无量纲温度从0.5099下降到0.4771。

关键词：船舶燃气轮机排气引射系统流场特性数值模拟

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基于FrFT-FH架构LPD通信波形设计与性能分析

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系统工程与电子技术 2024年第8期46卷 2857-2866页

作者：宁晓燕杨逸飞郭凯丰王震铎哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001 中国船舶集团有限公司系统工程研究院北京100094

针对Chirp基调制信号在分数阶傅里叶变换域特征明显,信号周期易被检测等问题,提出一种能够实现多域隐蔽的低检测概率(low probability of detection,LPD)波形构造方法。该方法采用分数阶傅里叶变换跳频(fractional Fourier transform-fr... 详细信息

针对Chirp基调制信号在分数阶傅里叶变换域特征明显,信号周期易被检测等问题,提出一种能够实现多域隐蔽的低检测概率(low probability of detection,LPD)波形构造方法。该方法采用分数阶傅里叶变换跳频(fractional Fourier transform-frequency hopping,FrFT-FH)架构,在不改变Chirp信号扩频增益的前提下,通过时宽分割和重组(time width division and reorganization,TDR),降低信号在分数阶傅里叶变换域和周期域的能量聚敛特性。仿真结果表明,相较于现有LPD波形只能实现单一特征域隐蔽的问题,所提波形在不影响系统通信性能的前提下,面对频域检测、分数阶傅里叶变换域检测、周期域检测多种检测手段,在10 dB信噪比条件下的信号检测概率均低于0.2,满足系统在不同特征域下的LPD需求。

关键词：多域隐蔽低检测概率分数阶傅里叶变换跳频时宽分割和重组

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基于多维矩特征联合的K分布杂波参数估计

雷达科学与技术 2024年第1期22卷 77-86页

作者：施赛楠高季娟李东宸南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 中国船舶工业系统工程研究院北京100094

K分布杂波参数估计在海洋雷达自适应目标检测中起着关键作用。传统的矩估计器通过联立两个矩求解参数,其估计性能受限于有限矩的信息。因此,本文提出一种基于多维矩特征联合的参数估计方法,旨在拓展矩信息的维度。首先,从观测数据中,提... 详细信息

K分布杂波参数估计在海洋雷达自适应目标检测中起着关键作用。传统的矩估计器通过联立两个矩求解参数,其估计性能受限于有限矩的信息。因此,本文提出一种基于多维矩特征联合的参数估计方法,旨在拓展矩信息的维度。首先,从观测数据中,提取多个精心设计的线性矩和对数矩,构建一个特征向量。其次,将传统基于统计分布的参数估计问题转换为非线性优化问题。然后,通过引入梯度提升决策树(Gradient Boosting Decision Tree, GBDT)算法,建立特征向量和形状参数之间的函数关系,实现形状参数的估计。此外,推导证明特征向量与尺度参数的独立性以及二阶矩只依赖于尺度参数,从而解决两个参数估计的相关性问题。最后,仿真和实测数据结果表明,所提估计器能利用多个矩的丰富信息,进一步提高参数估计性能。特别是在小形状参数时,其估计性能显著优于现有矩估计法和zrlog(z)期望法。

关键词：海杂波 K分布参数估计多维矩特征

基于Hilbert变换的条纹-灰度线性投影三维测量

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应用科学学报 2024年第2期42卷 302-313页

作者：翟亚宇王美慧杨诚鹿靖李游中国船舶工业综合技术经济研究院北京100081 北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100191

针对传统的条纹投影测量中绝对相位求解方法存在投影图像数量较多以及算法复杂程度高的问题,提出了一种基于Hilbert变换的条纹-灰度线性投影策略及相位求解方法,该方法仅使用3幅投影图像——1幅高频条纹图和2幅灰度线性变化图,通过Hilb... 详细信息

针对传统的条纹投影测量中绝对相位求解方法存在投影图像数量较多以及算法复杂程度高的问题,提出了一种基于Hilbert变换的条纹-灰度线性投影策略及相位求解方法,该方法仅使用3幅投影图像——1幅高频条纹图和2幅灰度线性变化图,通过Hilbert变换求得包裹相位,采用灰度线性变化图像得到基础相位,联立包裹相位和基础相位可得到条纹级数,进而得到绝对相位。通过构建的主动双目系统得到的三维重构结果发现,该方法可以有效恢复被测物体的三维形状,测量精度可达0.1 mm。

关键词：三维测量条纹-灰度线性投影 Hilbert变换绝对相位主动双目

基于检索任务和改进ResNet的机场跑道异物目标识别方法

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计算机应用 2024年第S01期44卷 309-313页

作者：刘广李海旭侯腾王晓成中国船舶集团有限公司系统工程研究院北京100094

针对机场跑道异物(FOD)普遍存在目标尺度差异大、小目标占比大且同种材质目标形态不统一等特性,提出一种基于检索任务和改进ResNet的FOD目标识别方法。首先,在网络训练阶段通过训练得到特征提取网络,将训练集中的样本数据输入特征提取网... 详细信息

针对机场跑道异物(FOD)普遍存在目标尺度差异大、小目标占比大且同种材质目标形态不统一等特性,提出一种基于检索任务和改进ResNet的FOD目标识别方法。首先,在网络训练阶段通过训练得到特征提取网络,将训练集中的样本数据输入特征提取网络,得到样本特征库;其次,在测试阶段,将测试样本输入特征提取网络,获取测试样本特征向量,计算测试样本特征向量与样本特征库中特征向量的距离;最后,将距离最近的样本类型赋予该测试样本。所提方法采用的检索任务思想在出现新类型目标时,无需重新训练网络模型,大幅地节约了人力和物力成本。另外,所提方法将ResNet50作为特征提取网络,并在此基础上增加多尺度特征提取模块(MSM)、通道注意力模块(CAM)和特征融合模块。实验结果表明,与Faster-RCNN和YOLO-V5-n方法相比,所提方法的平均识别率分别提高了2.44和0.18个百分点,能在实际应用中实现更精确的FOD识别。

关键词：机场跑道异物检索任务目标识别多尺度特征提取注意力模块

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