摘要：无人船航行时水面障碍物检测因视角不足,导致漏检或误检,同时为满足无人船安全正常作业的需求,提出基于全景视觉的无人船水面障碍物目标检测方法。与传统的单目和双目视觉相比,全景视觉具有水平方向大视场监控的优点。基于多目全景视觉系统获得待拼接图像,在加速稳健特征(SURF)算法的基础上进行图像配准,引入k维树来构建数据索引,实现搜索空间级分类并进行快速匹配。通过M估计样本一致算法对匹配点进行优化,剔除误匹配点。对于图像融合中重叠区域出现的拼接缝隙或重影问题,设计一种基于圆弧函数的加权融合算法。提出改进的水面障碍物目标检测模型DS-YOLOv5s,将拼接好的全景图像作为训练好的模型作为输入,从而检测目标障碍物。实验结果表明,改进后的SURF算法与SURF算法相比特征点的匹配正确率提高11.47个百分点,在匹配时间上比SURF、RANSAC算法缩短5.83 s,DS-YOLOv5s模型的mAP@0.5达到95.7%,检测速度为51帧/s,符合实时目标检测标准。

摘要：为了响应国家对航运业绿色可持续发展的需求,以某小型油电混合动力客船为研究对象,进行动力系统研究。根据船舶基本参数与设计指标,给出混合动力系统总成方案。在满足船舶动力性指标要求的前提下,对船舶混合动力系统进行参数匹配;并进一步提出了油电混合动力船舶能量控制策略,最后在混合动力实验平台上进行仿真试验验证。实验结果表明,相同工况下,混合动力船舶会比柴油发动机作为主机的船舶消耗更少的燃料,可以有效提高船舶的经济性并改善其排放性能。

摘要：[目的]针对存在系统未知非线性函数和外界随机扰动的欠驱动水面船舶舵减摇控制问题,提出一种基于多层循环神经网络的自适应非奇异快速终端滑模舵减摇控制器。[方法]首先,针对传统滑模控制中存在的奇异性和收敛性问题,引入非奇异快速终端滑模面,并在假设船舶模型已知的情况下设计滑模控制律;接着,对传统径向基神经网络进行改进,并利用改进后的神经网络去逼近系统未知非线性函数,以解决船舶航行时模型难以确立的问题,提高控制精度;然后,应用Lyapunov理论证明闭环系统的稳定性和有限时间收敛性,并推导出神经网络参数的自适应律;最后,对一艘多用途海军舰艇进行数值仿真分析。[结果]结果显示,当船舶处于航向保持工况时,所提出的控制器减摇率为50.41%,与非奇异快速终端滑模控制器相比提升了19.2%;当船舶处于变航向工况时,所提出的控制器减摇率为23.46%,与非奇异快速终端滑模控制器相比提升了12.59%。[结论]该方法可以为欠驱动船舶舵减摇控制设计提供参考。

摘要：为解决船舶在外界扰动和模型不确定条件下自动靠泊控制精度降低的问题,基于不确定和扰动估计器(uncertainty and disturbance estimator,UDE),提出一种自适应反步控制方法。利用指令滤波器,抑制传统反步法虚拟控制求导产生的微分爆炸现象。通过设计辅助系统,补偿指令滤波器误差,达到三自由度船舶自动靠泊控制的目的。通过Lyapunov理论证明UDE与控制器相结合的闭环系统的稳定性和信号的一致最终有界性。仿真实验表明,所设计的控制器能较准确地估计复杂扰动,并保证船舶到达期望的位置和艏向。

摘要：针对智能船舶在复杂海况下出现的推进器故障,提出一种基于模型预测控制(MPC)的智能船舶容错控制策略。该方法由控制器和推力分配算法共同控制,以保证所需的控制性能。设计非线性扰动观测器,提出一种带扰动观测器的MPC算法。结合推力分配算法,在船舶控制器与推力分配模块之间设计一种故障反馈结构,进而设计一种考虑推进器故障反馈的MPC律。以一艘Cyber ShipⅢ拖船模型为例开展仿真试验,结果表明提出的控制策略能使船舶在发生推进器故障时恢复到期望位置,具有较好的控制性能。

摘要：为了解决船舶排放的废弃物对环境的污染问题,提出以光伏电池为主电源超级电容作为辅助电源的混合动力的新能源船舶,其电力推进逆变器采用新型Z源逆变器。研究了这种混合动力船舶推进系统的工作原理和控制策略,推导了Z源逆变器的小信号模型,采用双环控制器维持直流链电压稳定,给出了控制器的设计方法,研究了Z源逆变器稳定性问题。采用三层的BP神经网络预测光伏电池的输出功率,通过控制直通占空比和调制因子来控制光伏电池和超级电容的输出功率,最后进行了仿真和试验。从仿真及试验结果可以看出,在船舶运行时,光伏电池提供平均功率,超级电容提供瞬态功率且还吸收制动功率,从而验证了理论的正确性。

摘要：针对船舶航行在山区内河及湖库等危险区域时,一旦遇到恶劣天气能见度降低,给航行安全带来隐患的问题,利用北斗卫星通信系统的定位和文字通信功能,通过对北斗卫星通信系统的船载终端串口通信协议的详细剖析,设计1套串口通信和数据处理软件,将PC机通过串口与船载终端进行通信,实现本船船位和其他船位的实时监测以及船岸通信.

摘要：针对航运信息中大样本聚类问题,根据k-means聚类过程中大部分簇的调整发生在初始迭代阶段的特性,提出了一种调整簇阀值的加速聚类方法,并对该算法进行实例测试,实验结果证明了该方法在满足原有的聚类精度的基础上,减少了聚类的计算量。本文将该方法应用到船舶航线设计中。

摘要：为实现传动实验平台电力测功机的实时监控,提出基于以太网和Profibus-DP现场总线的双层网络监控系统。设计测功机的转矩控制模型,在Delphi和SQL Server编程环境下,引入可控制过程的对象连接与嵌入方式实现数据通信、多线程和ActiveX数据对象等技术,以完成监控软件的开发。实验结果表明,该监控系统工作稳定,能够精确控制转矩。

摘要：为满足港航交流传动与变频电源的试验研究需要,设计异步电动机模拟负载能量回馈方式的交流传动试验平台.该试验平台由电源子系统、传动子系统和测试子系统等3部分组成,结合高精度转矩传感器和转矩控制策略,可为被试系统提供6种电压等级,能进行船舶与港口电气传动控制系统试验、交流传动系统电能质量试验、中小船舶电力推进系统陆上联调、变频电源综合试验等研究.结果表明,该试验平台电能消耗少;功能、性能方面能满足港航传动系统的需求;可为港航领域大功率交流传动系统的研制开发提供试验环境和技术支撑.