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基于贝叶斯神经网络的船用惯导定位修正方法

系统工程与电子技术 2024年第4期46卷 1393-1400页

作者：周红进宋辉范文良王苏谷东亮海军大连舰艇学院航海系辽宁大连116018 国家检察官学院信息技术部北京102206

船用惯性导航系统(inertial navigation system, INS)通常采用与全球卫星导航系统(global navigation satellite system, GNSS)组合导航的方式提高其长时间工作的定位精度。当GNSS失效时,其定位误差将随时间迅速发散。针对这一问题,设... 详细信息

船用惯性导航系统(inertial navigation system, INS)通常采用与全球卫星导航系统(global navigation satellite system, GNSS)组合导航的方式提高其长时间工作的定位精度。当GNSS失效时,其定位误差将随时间迅速发散。针对这一问题,设计了采用反向传播神经网络(back propagate neural network, BPNN)、根据INS原始输出数据拟合修正经纬度的定位修正方案,提出了基于Bayesian算法更新网络权重系数的方法,结合理论分析和试验研究确定了神经元个数与训练数据集的分配方案。实船试验结果表明,当GNSS失效时,在后续2 h,通过24 h历史数据训练得到的神经网络修正INS位置,相比INS独立工作时的定位误差,修正后误差均值下降了63%,误差最大值下降约50%,最小值下降至0。

关键词：惯性导航系统全球卫星导航系统失效反向传播神经网络 Bayesian算法定位误差

可调式双三角翼型拖曳体的设计与控制性能分析

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船舶工程 2024年第S1期 555-560+573页

作者：苑志江蒋晓刚吕明冬郑智林海军大连舰艇学院航海系

常规拖曳体存在控制性能较差、设计结构复杂、定深性能弱等问题。将控制面攻角控制和收放拖缆控制等拖曳体常规控制方式有机融合，提出了1种可调式双三角翼型拖曳体的新型设计思想。通过构建了其流体动力学模型，并对其液压系统的工作... 详细信息

常规拖曳体存在控制性能较差、设计结构复杂、定深性能弱等问题。将控制面攻角控制和收放拖缆控制等拖曳体常规控制方式有机融合，提出了1种可调式双三角翼型拖曳体的新型设计思想。通过构建了其流体动力学模型，并对其液压系统的工作原理进行了分析。为检验这一新型拖曳体设计的可行性，专门设计制作了试验模型，在拖曳水池开展了水动力学测试，对其控制性能进行了计算与分析。试验结果表明，通过改变次缆长度的控制方式，能对可调式双三角翼型拖曳体的水动力特性进行控制，当次缆长度比例越接近1时，拖曳体受到的流体作用力越小，主缆倾角越小，拖曳体升阻比越大，并且水翼张角越大，拖曳体的定深性能越强。研究表明，该拖曳体对拖曳系统的深度具有很好的控制能力，可实现大范围、高精确、快速地控制。

关键词：拖曳体定深性能双三角翼设计试验

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天基引导对海打击杀伤链构建方法

指挥与控制学报 2024年第2期10卷 184-196页

作者：高保慧胡海钟志通孟浩孙新轩海军大连舰艇学院导弹与舰炮系大连116018 海军大连舰艇学院军事海洋与测绘系大连116018 解放军31453部队沈阳110000

针对远海作战条件下传统侦察手段保障对海精确打击受限的问题,提出一种基于天基侦察信息引导对海打击的杀伤链构建方法。明确天基引导对海打击杀伤链的基本定义,设计该杀伤链的一般作战流程;建立杀伤链模型,提出打击能力和闭合时间两类... 详细信息

针对远海作战条件下传统侦察手段保障对海精确打击受限的问题,提出一种基于天基侦察信息引导对海打击的杀伤链构建方法。明确天基引导对海打击杀伤链的基本定义,设计该杀伤链的一般作战流程;建立杀伤链模型,提出打击能力和闭合时间两类性能评估指标及其综合评估方法;设计了杀伤链的构建算法,可以遍历寻找打击每一个目标的所有杀伤链,并按照性能指标评估方法将杀伤链进行排序输出。在实验验证中,基于某作战想定生成了45种杀伤链结果,验证了该方法的合理性。

关键词：杀伤链对海打击天基引导构建方法

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有冰海区溢油的非线性光谱混合模型研究

海洋环境科学 2024年第1期43卷 93-99页

作者：卢慧敏李颖刘丙新张立华大连海事大学航海学院辽宁大连116023 海军大连舰艇学院基础部辽宁大连116018 海军大连舰艇学院军事海洋与测绘系辽宁大连116018 海军大连舰艇学院海洋测绘工程军队重点实验室辽宁大连116018

针对有冰海域小油滴形成冰油混合物中油含量低的特点,本文提出了能够准确反演组成物质丰度的模型。该模型在多项式与三角函数混合模型的基础上,通过添加正则项并对光谱特征进行小波变换,在避免过拟合问题的同时还能突出低能量信息。应... 详细信息

针对有冰海域小油滴形成冰油混合物中油含量低的特点,本文提出了能够准确反演组成物质丰度的模型。该模型在多项式与三角函数混合模型的基础上,通过添加正则项并对光谱特征进行小波变换,在避免过拟合问题的同时还能突出低能量信息。应用渤海湾光谱数据进行拟合实验,该模型能够在溢油含量百分比低至10-4数量级的情况下实现精确反演,保持不同含量溢油的相应数量级。与经典非线性模型方法比较,本文提出的混合模型在溢油丰度的对数均方根误差及溢油分布图像上具有明显优势,可为高纬度地区的溢油响应提供技术支持。

关键词：混合模型丰度反演冰区溢油

基于锋线提取和VMD-LSTM的东海黑潮温度锋强度预测

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海洋科学进展 2024年第3期42卷 478-489页

作者：徐为帅张磊王华海军大连舰艇学院学员五大队辽宁大连116018 海军大连舰艇学院军事海洋与测绘系辽宁大连116018

东海黑潮锋是黑潮与东海陆架水的交界,对东海海洋环境和气候变化产生重要影响。本文基于JCOPE2M(Japan Coastal Ocean Predictability Experiment 2 Modified)再分析数据和WOA23(World Ocean Atlas2023)气候态平均数据,结合等温线和纬... 详细信息

东海黑潮锋是黑潮与东海陆架水的交界,对东海海洋环境和气候变化产生重要影响。本文基于JCOPE2M(Japan Coastal Ocean Predictability Experiment 2 Modified)再分析数据和WOA23(World Ocean Atlas2023)气候态平均数据,结合等温线和纬向最高温度梯度提取东海黑潮锋的锋线,针对东海黑潮锋强度存在不同时间尺度变化的特性,构建了基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)和长短期记忆网络(Long Short-Term Memory, LSTM)的预测模型,研究结果表明:本研究提出的锋线识别方法适用于全水深和弱锋区域,在东海黑潮锋识别中取得了较好的效果;通过锋线提取得到的东海黑潮锋强度序列可分解为趋势变化项、周期变化项及不规则波动变化项,次表层水锋强显著高于表层和中层水,并呈逐年递增的趋势,可达0.033 4 (℃/km)/a;VMD-LSTM组合模型预测的东海黑潮锋强度与原始值的接近程度高,预测效果优秀,精度较季节性差分自回归滑动平均模型和LSTM模型提升显著,具有一定的推广价值。

关键词：东海黑潮锋温度年际变化锋线提取 VMD-LSTM

舰船水下抗爆U型夹层板结构改进及参数优化设计

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大连理工大学学报 2024年第2期64卷 194-203页

作者：王秀勇李楷苑志江蒋晓刚谢保军大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024 海军大连舰艇学院航海系辽宁大连116018

设计相应的防护结构来降低水下爆炸冲击荷载对舰船的损伤对于提高舰船生命力具有重要意义.以U型夹层板为研究对象,对传统U型夹层板结构进行改进,提出了3种改进的U型夹层板结构.采用有限元软件LS-DYNA中任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法分析... 详细信息

设计相应的防护结构来降低水下爆炸冲击荷载对舰船的损伤对于提高舰船生命力具有重要意义.以U型夹层板为研究对象,对传统U型夹层板结构进行改进,提出了3种改进的U型夹层板结构.采用有限元软件LS-DYNA中任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法分析水下爆炸冲击荷载作用下3种改进夹层板的位移、速度与加速度响应和吸能效应,并与原始U型夹层板对比找到综合性能相对最优的改进夹层板.最后通过正交试验对性能最优的夹层板进行优化,分析夹层板设计参数对抗爆性能影响的主次顺序及最优的尺寸组合.分析表明:改进的U-X型夹层板上面板位移相比U型夹层板下降了15.7%,速度下降了34.5%,芯层吸能提高了25.2%,在改进夹层板中综合性能最优;U-X型夹层板最优的尺寸组合及设计参数为芯层厚度1.5 mm、芯层高度100 mm、下面板厚度3.0 mm、上面板厚度3.5 mm.经验证,尺寸优化后U-X型夹层板质量降低了6.3%,抗爆性能也得到了显著提高.

关键词：夹层板改进水下爆炸防护性能参数优化设计

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一种网-桁架式海上拦截装置仿真分析

大连理工大学学报 2024年第2期64卷 182-193页

作者：范碧岑李楷丁生宝苑志江蒋晓刚陆丛红大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024 海军大连舰艇学院航海系辽宁大连116018

针对海上设施的安全防护问题,提出了一种网-桁架式海上拦截装置,目的是在有效拦截来袭小艇撞击的同时尽量降低对拦截装置本身的损伤.为验证这一装置的有效性,基于显式动力学和欧拉-拉格朗日耦合方法对拦截装置拦截小艇过程进行数值模拟... 详细信息

针对海上设施的安全防护问题,提出了一种网-桁架式海上拦截装置,目的是在有效拦截来袭小艇撞击的同时尽量降低对拦截装置本身的损伤.为验证这一装置的有效性,基于显式动力学和欧拉-拉格朗日耦合方法对拦截装置拦截小艇过程进行数值模拟,设定小艇垂直撞击支撑柱、支撑柱间隙和45°撞击支撑柱、支撑柱间隙4种工况,每种工况包含10、20、30 m/s 3种速度.通过对这12组仿真的碰撞力、能量以及破损状态分析,全方位分析了该装置的防撞性能和对小艇的拦截效果.所有工况下该装置都能完成对小艇的拦截,说明这种装置具有优秀的拦截效果.

关键词：海上拦截装置安全防护动力学仿真欧拉-拉格朗日耦合(CEL)

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改进的组合夹层板水下抗爆性能分析

大连理工大学学报 2024年第1期64卷 48-56页

作者：丁生宝李楷苑志江蒋晓刚陆丛红大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024 海军大连舰艇学院航海系辽宁大连116018

夹层板因其优异的抗冲击性能广泛应用于舰船防爆防撞领域.为了探究不同芯层结构夹层板水下抗爆性能,基于当前性能优异的V型夹层板进行适当改进,利用LS-DYNA软件对当前的V型夹层板和改进结构的防护性能进行分析,对变形模式、速度和加速... 详细信息

夹层板因其优异的抗冲击性能广泛应用于舰船防爆防撞领域.为了探究不同芯层结构夹层板水下抗爆性能,基于当前性能优异的V型夹层板进行适当改进,利用LS-DYNA软件对当前的V型夹层板和改进结构的防护性能进行分析,对变形模式、速度和加速度模式以及吸能效应进行数值模拟对比分析.经过综合分析与比较,发现改进的V-X型夹层板各方面性能都要优于传统的V型夹层板.然后分析了结构参数对改进夹层板结构抗爆性能的影响,结果表明:V-X型夹层板的面板厚度、芯层厚度对上下面板的塑性位移有较大影响,面板和芯层厚度越大,上下面板产生的位移越小,但是吸能效率逐渐降低.面板-芯层的夹角小于40°时,对夹层板的防护性能较好;芯层高度也会对结构整体的抗爆性能产生影响,经过综合比较,芯层高度为70 mm时,其抗爆性能较好.研究工作可为新型舰船的结构设计提供借鉴.

关键词：防护结构水下爆炸抗爆数值模拟

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水深点与等深线协同综合的强化学习方法

测绘学报 2024年第7期53卷 1345-1354页

作者：宋子康贾帅东梁志诚张立华梁川海军大连舰艇学院军事海洋与测绘系辽宁大连116018 海图信息中心天津300450 海军大连舰艇学院海洋测绘工程军队重点实验室辽宁大连116018 91001部队北京100036 91937部队浙江舟山316041

针对当前海图中水深点与等深线两要素的自动综合过程相对独立,二者相互影响考虑不够充分,导致结果不够理想的问题,提出一种水深点与等深线协同综合的强化学习方法。首先,获取用于水深点与等深线协同综合的训练样本;然后,构建并训练强化... 详细信息

针对当前海图中水深点与等深线两要素的自动综合过程相对独立,二者相互影响考虑不够充分,导致结果不够理想的问题,提出一种水深点与等深线协同综合的强化学习方法。首先,获取用于水深点与等深线协同综合的训练样本;然后,构建并训练强化学习模型,挖掘水深点与等深线在综合过程中的相互影响关系;最后,利用训练后的模型,动态自适应调整水深点与等深线的综合策略。试验结果表明,在航海安全保证的可靠性、制图综合结果的图理性、海底地貌表达的准确性及海图要素分布的美观性等方面,强化学习法的性能均要优于当前常见的简单综合法、冲突避免法及协调水深法,更适用于处理水深点与等深线的协同综合问题。

关键词：海图制图海底地貌综合水深点自动选取等深线自动化简强化学习