摘要：基于重力流理论,将冰下的气垫扩散假设为圆形,建立了气垫船低速破冰时冰层的破坏模型.分析冰层的受力,并将理论计算结果与Wade的实船实验结果数据进行对比分析,得到的计算公式可以将冰层强度和冰厚分开考虑,使得不同海冰的试验结果可以相互对比.分析了气垫压力与破冰厚度的关系,确定了气垫船气垫压力与最大破冰厚度的关系.计算结果表明：气垫压力越大其最大破冰厚度也越大,在相同的气垫压力和最大的破冰能力要求下,不同航区会达到不同的最小气垫面积要求.得到了气垫船破冰能力的判断方法,可以用来估算气垫船在低速下的破冰能力,指导气垫破冰船的设计.

摘要：极地船舶冰区航行时,冰阻力的准确预报在保障船舶航行安全方面起着重要作用.近年来,机器学习在船舶方面的应用越来越广泛,其中,人工神经网络(ANN)是机器学习领域中一种常用的方法.本文的重点是设计一个用于预报极地船舶冰阻力的ANN模型.参考传统的经验和半经验公式,选择合适的输入特征参数,通过大量的船舶模型试验数据来训练神经网络,搭建径向基(RBF)神经网络模型,并选用遗传算法(GA)进行模型优化.研究表明,基于7个特征参数输入的遗传算法优化径向基(RBF-GA)神经网络模型具有良好的泛化效果,与模型试验和实船试验数据对比,平均误差在8%左右,具有较高的精度,可作为冰阻力预报工具.

摘要：本文主要研究一类具有执行器故障的Markov跳变系统的非同步事件触发耗散容错控制问题.通过引入非同步事件触发器来降低传感器的采样数据传输频率,从而降低通信消耗.采用两个独立的隐Markov模型分别描述触发器、控制器与原系统之间的非同步现象.在此框架下,基于Lyapunov稳定性和耗散理论,得到了闭环控制系统在执行器存在故障的情况下随机稳定并严格耗散的充分条件.并借助矩阵不等式变换技术给出了触发器和控制器矩阵参数的求解方法,实现了触发器和控制器的协同设计.最后,通过仿真研究验证了所提出的设计方法的有效性.

摘要：随着我国高速铁路快速发展,“八纵八横”高铁路网加密成型,呈现出运行环境复杂、行车密度高及长交路跨线运营等典型特征.一旦遭受大风、红光带、接触网挂异物和设备故障等突发事件,则将导致列车偏离运行计划,进而影响到发线运用和动车组(Eletric multiple units,EMU)周转计划.如何在调整运行图的同时保证动车组和到发线运用的可行性是提高列车运行调整效率的关键.针对区间双向中断场景下到发线运用冲突和动车组接续计划失效问题,采用取消列车、变更列车到发时刻、更换到发线、备用动车组接续等策略对运行图、动车组和到发线运用计划进行调整.基于事件−活动网络建立考虑动车组接续和到发线运用的列车运行协同调整模型,设计两阶段求解方法对模型求解.运用京津城际实际数据对模型和方法进行仿真验证,结果表明相比于先到先服务(First come,first served,FCFS)策略,多计划协同调整策略能有效降低列车晚点时间.与整体求解方法相比,两阶段求解方法能够保证模型求得解的质量且有效提高模型求解效率.

摘要：为保证船舶在冰区安全航行和船上机械设备安全,需要考虑冰激载荷特性引起的船舶运动响应问题。论文以一艘极地运输船作为研究对象,采用基于半经验公式的数值方法模拟连续破冰情况下船舶所承受的冰载荷,求解冰区船舶在平整冰区域直航过程中由冰载荷冲击引起的运动响应,计算分析横荡、纵荡和垂荡3自由度冲击加速度,同时基于中国船级社规范,选取PC3冰级,计算规范要求的冲击加速度,将两者计算结果进行对比,揭示了在不同冰厚、弯曲强度和船-冰摩擦系数下加速度的变化趋势。此数值模拟方法对冰区船舶设计与冰区航行具有一定的指导意义。

摘要：[目的]为研究船舶与碎冰作用过程中船体冰压力的分布情况,对航道碎冰条件下的极地船舶进行数值模拟分析。[方法]采用离散元法(DEM)对船舶与碎冰进行建模,假设碎冰是由理想的二维圆盘构成,并考虑海流对碎冰单元的浮力、拖曳力及附加质量的影响;利用MT Uikku号冰水池模型试验结果对数值模型进行验证,对比分析不同航速和冰况对船体区域冰压力的影响。[结果]结果显示,当船舶在航道碎冰中运动时,冰载荷主要集中在船首;船首区域的冰压力随冰厚、航速和碎冰密集度的增加而增大,其中冰厚是影响冰压力幅值最大的因素;碎冰区航行船舶的首部区域冰压力影响最大,船首过渡区冰压力影响显著。[结论]所提数值分析方法可为极地船舶安全航行和结构设计提供一定的参考。

摘要：针对主动式升沉补偿控制系统在工作过程中存在的非线性、时滞性以及干扰性等造成系统的稳定性控制难度大的问题,为提高主动式升沉补偿控制系统的控制精度与稳定性,将自抗扰控制技术(ADRC)应用于船舶升沉补偿系统并进行数值仿真研究。对主动式升沉补偿控制系统进行数学建模以及自抗扰控制算法设计,并针对具有干扰和时滞环节的控制系统,将ADRC与传统的PID控制进行仿真效果对比,验证自抗扰算法的良好性能。最后以6级海况风浪流全耦合环境作为研究对象得出一套自抗扰参数组合,并将该套参数应用于多种海况环境进行仿真分析。仿真结果表明,不同耦合环境和不一样的海况环境下,ADRC使用同样参数下均取得了满意的升沉补偿控制效果,展现出很好的适应性能与鲁棒性。

摘要：[目的]在使用环向裂纹法计算冰载荷时,裂纹的尺寸都是采用经验公式的方法进行估算,在选择经验参数时往往存在很多不确定性,为此提出一种基于YOLACT的环向裂纹参数计算方法,以准确获取海冰裂纹尺寸。[方法]通过YOLACT网络识别随船拍摄图像中的冰块,然后对检测到的掩膜进行边缘检测,得到冰块裂纹形状,对裂纹进行圆弧拟合获取破冰半径和破冰角。[结果]计算结果表明,半径的识别准确率达96.12%,破冰角的识别准确率达96.58%。[结论]该方法可在基于环向裂纹法计算冰载荷时,为环向裂纹法提供裂纹尺寸的精确输入,有助于极地船舶和寒冷地区海洋结构物的初始设计。

摘要：为了研究不同失效模型对碰撞仿真结果的影响,以期准确描述材料的失效行为。以船用高强度钢EH36为研究对象,设计2个温度下不同应力状态的材料拉伸试验,得到其不同温度下的力学性能、载荷和位移数据,将试验结果与拉伸仿真联合,反求出广义增量应力状态依赖损伤模型(GISSMO)的参数;构建冰体与船体板架的碰撞仿真,对比不考虑失效,考虑V-M失效准则以及GISSMO损伤模型的仿真结果。结果表明,考虑GISSMO损伤模型相比于V-M失效准则,碰撞力峰值和板架吸能情况都有所减小。由于GISSMO损伤模型考虑了不同应力三轴度对材料失效的影响,所获得的损伤形态更接近于真实情况,因此GISSMO损伤模型能较好预测EH36钢材的变形及失效行为。

摘要：本文介绍了线阵CCD的工作原理和结构,运用VHDL硬件描述语言,结合复杂可编程逻辑器件CPLD,完成了对线阵CCDT1702C的驱动时序电路的设计,给出了部分VHDL语言代码,利用QuartusII软件实现了时序仿真。