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UUV推进器用磁耦合联轴器的设计与仿真

舰船科学技术 2024年第11期46卷 103-107页

作者：郭嘉查鸭宏温健全昆明船舶设备研究试验中心云南昆明650200 昆明电机厂有限责任公司云南昆明650228

本文研究目的是无人潜航器(Unmanned Underwater vehicle,UUV)推进器用磁耦合联轴器的设计与仿真方法,预先初选磁耦合联轴器的主要尺寸、再建立磁路近似模型,采用解析计算求得传递扭矩及隔离套上的涡流损耗值,再用低频电磁场仿真软件校... 详细信息

本文研究目的是无人潜航器(Unmanned Underwater vehicle,UUV)推进器用磁耦合联轴器的设计与仿真方法,预先初选磁耦合联轴器的主要尺寸、再建立磁路近似模型,采用解析计算求得传递扭矩及隔离套上的涡流损耗值,再用低频电磁场仿真软件校核扭矩及涡流损耗,然后经过几轮设计方案的迭代,最终使磁耦合联轴器满足UUV集成推进器的设计要求,在设计的迭代过程中同时分析了内外磁转子夹角与扭矩的关系、内外磁转子轴向长度对扭矩、涡流损耗的影响。

关键词：磁耦合隔离套传递扭矩涡流损耗

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基于加权循环算法的高分辨成像波形设计

舰船科学技术 2024年第10期46卷 126-131页

作者：周飞俞健上海船舶电子设备研究所上海201108 中国船舶集团有限公司工程管理中心北京100097

为实现感兴趣区域目标的高分辨成像,MIMO-SAS声呐(Multiple Input Multiple output SyntheticAper-tureSonar,MIMO-SAS)一般采用长的发射信号对目标进行照射,但发射信号过长会导致近距离目标和远距离目标回波产生混叠,从而引起距离模糊... 详细信息

为实现感兴趣区域目标的高分辨成像,MIMO-SAS声呐(Multiple Input Multiple output SyntheticAper-tureSonar,MIMO-SAS)一般采用长的发射信号对目标进行照射,但发射信号过长会导致近距离目标和远距离目标回波产生混叠,从而引起距离模糊,影响目标成像质量。为了抑制距离向的模糊,通常的做法是降低脉冲重复率,然而脉冲重复率过低会导致MIMO-SAS方位向欠采样,使回波信号频谱相互混叠,声呐成像时会在方位向出现珊瓣,很难把目标回波有效分离出来。针对这个问题,提出一种基于加权循环算法(Muti-sequenceWeightedCyclic Algorithms,Multi-WeCAN)的阵列发射波形设计方法,通过计算机仿真发现,相比传统的发射波形,在不改变脉冲重复率的情况下,通过Multi-WeCAN波形设计方法能够有效抑制回波混叠,提高MIMO-SAS目标的成像质量。

关键词：多输入多输出合成孔径声呐加权循环算法波形设计

基于PSO与ε-SVR的无人水下航行器水动力参数辨识方法

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中国水运(下半月) 2024年第6期 4-6页

作者：崔凯兴常开应刘国兵海装广州局驻昆明第一军代室昆明海威机电技术研究所(有限公司) 昆明船舶设备集团有限公司

为了提高无人水下航行器（UUV）在小样本且存在噪声干扰情况下水动力参数辨识的准确性，文中提出了一种基于粒子群优化（PSO）与支持向量机回归（SVR）方法。该方法利用基于不敏感损失因子的支持向量机回归（ε-SVR）方法辨识水下航行... 详细信息

为了提高无人水下航行器（UUV）在小样本且存在噪声干扰情况下水动力参数辨识的准确性，文中提出了一种基于粒子群优化（PSO）与支持向量机回归（SVR）方法。该方法利用基于不敏感损失因子的支持向量机回归（ε-SVR）方法辨识水下航行器的水动力参数，克服了小样本情况下的水动力参数难以准确辨识问题；在此基础上，采用粒子群算法对ε-SVR的超参数进行优化，提升了算法的抗噪声性能。仿真结果表明，在相同样本和噪声条件下，ε-SVR辨识的水动力参数值与真值的最大相对误差（MRE）不超过11.8%，而递归最小二乘算法（RLS）辨识结果的最大相对误差高达55%。此外，文中在Z型实验激励信号下对辨识的模型进行验证，结果表明与RLS算法辨识的模型相比，ε-SVR辨识的模型误差更小。

关键词：无人水下航行器水动力参数辨识 ε-SVR PSO

基于背景抑制与改进多尺度LSD的声呐小目标检测算法

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声学技术 2024年第1期43卷 21-29页

作者：杨明东汪天伟陈如木贺乐顾轩夏开权昆明船舶设备研究试验中心云南昆明650051 中国人民解放军92942部队北京100161 广船国际有限公司广东广州511458

针对声呐小目标检测由于水下环境复杂、目标回波信号弱等因素造成虚警率和误检率较高的问题,文章提出基于背景抑制和改进直线分割检测(Line Segment Detection,LSD)的检测算法。首先对原始声呐数据截取序列片段,构建多周期累积历程图,... 详细信息

针对声呐小目标检测由于水下环境复杂、目标回波信号弱等因素造成虚警率和误检率较高的问题,文章提出基于背景抑制和改进直线分割检测(Line Segment Detection,LSD)的检测算法。首先对原始声呐数据截取序列片段,构建多周期累积历程图,凸显运动目标轨迹线特征;其次设计边缘滤波算子,有效滤除部分背景噪声,并结合投影变换进行线特征增强,不仅实现了断裂直线重连,还抑制了剩余噪声;然后基于图像金字塔改进了多尺度LSD直线分割检测算法,有效缓解了过检测问题,大幅增加了直线平均长度;最后为了合并冗余检测信息,利用运动轨迹时空一致性特征设计后处理模块,提高了检测定位精度。通过多组无人遥控潜水器(Remotely Operated Vehicle,ROV)、潜水员、空心球靶小目标序列的湖试、海试数据的定量与可视化结果定性分析,实验结果显示,文中算法与传统LSD相比,误检率和漏检率分别降低了11.2和3.9个百分点,定位误差下降了1.495个像素。结果表明,文中所提算法大幅提高了声呐小目标检测精度,为后续水下目标识别、跟踪等任务奠定重要基础。

关键词：声呐小目标检测背景抑制多尺度直线分割检测(LSD) 声呐图像

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一种超短基线阵定位算法应用分析

舰船电子对抗 2024年第2期47卷 57-60页

作者：袁春姗高磊唐济远吕志华昆明船舶设备研究试验中心云南昆明650051 中海油深圳海洋工程技术服务有限公司广东深圳518054

分析了一种多元阵超短基线阵水声定位几何算法,对多元阵声学定位算法与传统正交四元阵算法做分析对比,并与常见阵型的定位精度作比较。仿真结果表明,在阵元条件等一致的情况下,五元均匀圆阵精度最高,复杂度也最大,四元三维正交阵、四元... 详细信息

分析了一种多元阵超短基线阵水声定位几何算法,对多元阵声学定位算法与传统正交四元阵算法做分析对比,并与常见阵型的定位精度作比较。仿真结果表明,在阵元条件等一致的情况下,五元均匀圆阵精度最高,复杂度也最大,四元三维正交阵、四元平面正交阵,精度依次降低,复杂度也依次降低。对超短基线定位系统优化阵型、提高超短基线定位精度有借鉴意义。

关键词：超短基线多元阵时延估计定位精度

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基于注意力机制的船舶破舱浸水时间预测

应用科技 2024年

作者：陈瞰君齐跃严传续章建峰杨东梅哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院中国船舶集团有限公司第七0三研究所上海中船船舶设计技术国家工程研究中心有限公司上海船舶设备研究所

为了解决现有数值模拟方法难以快速模拟浸水时间的问题，本文提出了一种使用注意力机制的船舶浸水时间预测算法Swin-Attention。本文对现有的复合神经网络的方法进行改进，在基于端到端模型的基础上，通过引入SwinTransformer使得模型... 详细信息

为了解决现有数值模拟方法难以快速模拟浸水时间的问题，本文提出了一种使用注意力机制的船舶浸水时间预测算法Swin-Attention。本文对现有的复合神经网络的方法进行改进，在基于端到端模型的基础上，通过引入SwinTransformer使得模型可以获得更加细致的图像特征。其次将循环神经网络改进为多头注意力机制，使模型更容易关注到水面特征的变化，从而提高准确率。通过实验验证后，准确率最高的舱室可以达到97.5%，平均舱室预测准确率达到了93.2%。对比现有方法，全舱室平均准确率提升了0.8%，单舱室准确率最高提升1.9%。该方法可以准确预测破损舱室浸水时间，从而帮助船长制定科学合理的人员疏散策略。

关键词：循环神经网络多头自注意力浸水时间预测 SwinTransformer 复合神经网络逃生决策船舶损伤与浸水水面特征

复杂地层大直径越江盾构隧道施工重难点及关键技术——以武汉地铁12号线国-凌段越江隧道工程为例

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现代隧道技术 2024年第4期61卷 244-254页

作者：陈海勇郑晓悦施成华史渊孙影杰胡俊山王祖贤中南大学土木工程学院长沙410075 中铁开发投资集团有限公司昆明650200 中铁隧道股份有限公司郑州450000

针对大直径泥水平衡盾构穿越高黏性土、角砾土和碎石土等复杂地层时的施工难题,依托武汉地铁12号线国博中心南站—凌吴村站区间越江隧道工程,从盾构设备选型、设备改造、掘进施工控制等方面提出针对性的解决处置方案。现场应用效果表明... 详细信息

针对大直径泥水平衡盾构穿越高黏性土、角砾土和碎石土等复杂地层时的施工难题,依托武汉地铁12号线国博中心南站—凌吴村站区间越江隧道工程,从盾构设备选型、设备改造、掘进施工控制等方面提出针对性的解决处置方案。现场应用效果表明,采用增大刀盘开口率、刀盘中心区域倒锥形设计和多重组合式大流量冲刷等方式,可以解决大直径泥水盾构穿越高黏性地层时刀盘易结泥饼问题;通过刀具针对性配置、泥水舱搅拌臂加长及增设磨损检测系统等多重处理措施,使得盾构顺利通过角砾土地层,设备改造后,该地层盾构平均贯入度提高约247%;采用增设采石箱及交互式双联筛分管路系统的方式,能有效解决大直径泥水盾构穿越碎石土地层时大块碎石堵泵严重影响掘进连续性的问题。

关键词：泥水盾构复杂地层盾构设备选型改造掘进施工控制现场应用

混合动力船舶电机辅助主机合排控制方法及实船应用

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舰船科学技术 2024年第10期46卷 115-119页

作者：陈德富张超杨峰刘佳彬朱洪宇中国船舶集团有限公司第七一一研究所上海200090 船舶与海洋工程特种装备和动力系统国家工程研究中心上海200090 中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300459

为了解决某型7 500 t级散货船在主机合排过程中存在浓烈黑烟问题,通过实船数据分析问题原因并提出电机辅助主机合排的控制方法,调整实船主机合排控制策略与优化控制程序,经过实船试验验证表明,采用电机辅助的主机合排控制过程相较于无... 详细信息

为了解决某型7 500 t级散货船在主机合排过程中存在浓烈黑烟问题,通过实船数据分析问题原因并提出电机辅助主机合排的控制方法,调整实船主机合排控制策略与优化控制程序,经过实船试验验证表明,采用电机辅助的主机合排控制过程相较于无电机辅助的主机合排控制过程,其螺旋桨轴系扭矩突增量减小33%,主机油耗突增量减小35%,尾轴转速突增量减小41%,且螺旋桨轴系扭矩与尾轴转速上升速率更平缓,有效解决主机冒黑烟问题,达到降低主机碳排放的目的。在船舶营运过程中,混合动力系统设备运行情况良好。

关键词：电机辅助主机合排控制合排扭矩冲击主机油耗

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利用麦克风阵列的管道主动噪声控制方法

控制理论与应用 2024年第7期41卷 1286-1295页

作者：刘全利刘宏博钱加浩张立勇王伟高广恩大连理工大学控制科学与工程学院辽宁大连116024 大连市轨道交通智能控制与智慧运行技术创新中心辽宁大连116024 中国船舶重工集团公司第七〇五研究所昆明分部云南昆明650033

空调通风管道在运行时,内部出现的低频噪声很难通过包裹消音材料等被动式降噪方法消除.而在部署主动噪声控制时,会出现声反馈现象,影响降噪性能甚至造成控制系统的响应发散.针对这种声反馈现象,本文在分析其产生原因的基础上,将麦克风... 详细信息

空调通风管道在运行时,内部出现的低频噪声很难通过包裹消音材料等被动式降噪方法消除.而在部署主动噪声控制时,会出现声反馈现象,影响降噪性能甚至造成控制系统的响应发散.针对这种声反馈现象,本文在分析其产生原因的基础上,将麦克风阵列作为前馈,对Duvall-Frost结构的线性约束最小方差波束成形算法加入预调向,提出了利用麦克风阵列的管道主动噪声控制方法,实现单方向拾取来自管道上游的噪声信号,避免声反馈带来的影响.并利用滤波器x最小均方误差(FxLMS)算法作为自适应控制算法,针对4种典型低频噪声,在真实管道环境下进行主动降噪实验.实验结果表明,相比不使用麦克风阵列的情况,本文提出的主动噪声控制方法能达到明显的降噪性能,且在稳定性方面取得较好结果.

关键词：主动噪声控制声反馈管道系统 FxLMS 麦克风阵列