摘要：为解决模型动态不确定和外部扰动未知的船舶航向保持问题,提出一种基于自适应神经网络的船舶航向保持预定义性能PI控制方案。在PID控制设计框架下,引入自适应神经网络和预设性能控制技术,从不确定补偿和设计角度提高船舶航向保持的精度和控制性能。在控制设计中,结合自适应神经网络技术与单参数学习技术,使得整个船舶航向保持闭环控制系统仅需要在线更新一个未知参数,系统的复杂度降低,且可以实现离线确定船舶航向误差的功能。基于李雅普诺夫稳定性理论进行分析,结果表明所提出的控制方案能保证整个闭环控制系统所有信号均有界。通过数值仿真验证了所提出方案的有效性和优越性。

摘要：针对船舶尾轴在实际运行过程中存在挠曲变形过大导致尾轴承润滑不良的问题,提出在轴承内孔设计单斜度的倾斜尾轴承结构。利用计算流体力学(CFD)方法,分别建立轴颈倾斜时水平尾轴承和倾斜尾轴承的有限元模型,在相同轴颈倾斜角和偏心率以及不同转速条件下,计算2种结构尾轴承的静特性参数,对比分析同一转速下,不同结构对润滑静特性的影响,以及相同结构时,静特性参数随转速变化的规律。计算结果表明,相同工况下,倾斜尾轴承的最大油膜压力、承载力、摩擦力、摩擦系数和端泄流量均比水平尾轴承更小。随着转速增加,2种尾轴承的最大油膜压力、承载力、摩擦力和端泄流量均不同程度增加,摩擦系数总体呈减小趋势。相关工作可为船舶尾轴承结构的优化设计提供理论参考,便于工程应用。

摘要：为了提高惰化效率并确保高压氢燃料气瓶的安全应用,采用数值模拟方法评估加压惰化过程中的氧气体积分数变化特征。在加压注气过程中最大氧气体积分数位于氢燃料气瓶的底部区域,而在排气过程开始阶段发现最大氧气体积分数的陡降现象,设计不同的模拟方案分析陡降现象的原因。结果表明:速度-压力耦合效应是排气过程开始阶段氧气体积分数陡降的根本原因,其中瓶内速度场的影响占主导地位,速度场的影响在未静置和静置方案中分别为91.4%和86.7%,而压力场的影响仅为8.6%和13.3%;排气反向冲量及排气低压向瓶内传递诱导流场,叠加加注形成流场共同促使气瓶底部区域内的流动再循环,使得瓶底区域的流动速度增加且速度场与氧气体积分数场协同效应加强,强化了对流传质形成陡降现象。

摘要：随着现代水利水电工程的日益优化创新,高坝设计中需要解决的重大技术瓶颈是消杀高坝泄放洪流所携带的超大能量。利用水流的突扩、突缩消能的孔板制造简便,并且消能效率高。孔板的抗空化特性跟它的最小壁面压强系数大小紧密相关,其作为孔板设计制造的一个关键性指标。通过数值模拟和物理模型试验的方法,研究了平头孔板初生空化数与相关体型要素和水力要素之间的关系,并得到了经验表达式。研究结果表明,平头孔板初生空化数的经验表达式与实际吻合较好,为孔板的工程应用提供了参考。

摘要：电动给水泵在运行过程中转速异常波动,开展现场影响因素排查及原因分析后得知,工作油管路排气不充分,造成大量气泡进入液力耦合器的勺管中进行做功,影响液力耦合器勺管正常运作,这是造成电动给水泵转速异常波动,甚至引起汽包液位低报警故障的主因。为此,在电动给水泵的进油管上设计安装了一套排气装置,包括油气分离机构和排气机构两部分,通过机械原理实现油气分离,气体能够从排气机构的排气阀顺利排出,而油液可以通过专门设计的管路回流至给水泵组件中。试验表明,安装了该排气装置后,电动给水泵转速在50%~70%负荷运行区间内的波动较为稳定,始终保持在200r/min以内,从而消除了因工作油管路排气不充分造成转速异常波动甚至引起汽包液位低报警的故障。

摘要：针对燃料电池船舶复合供能系统中的燃料电池功率波动问题和储能单元电池荷电状态(State of Charge, SOC)极端分化问题,依据系统拓扑结构,提出基于负载功率频率分解与模糊逻辑控制法相结合的复合供能系统控制策略设计。采用实例仿真验证该设计的优势。结果表明,该设计可有效保持燃料电池输出功率平滑,对储能单元SOC具有良好的均衡控制效果。

摘要：针对不确定动态和未知环境扰动情况下海洋水面船舶(marine surface vehicle,MSV)的航迹跟踪控制问题,在传统PID控制下,引入自适应神经网络和事件触发控制技术,提出一种不依赖船舶模型和环境扰动的事件触发的自适应PID控制方法来实现MSV航迹跟踪。Lyapunov稳定性理论分析结果表明,所提出的控制方法可以保证这个闭环控制系统所有信号的有界性,且可继承传统PID控制的优越性,同时可提高系统的鲁棒性。该研究结果不仅扩宽了PID控制的适用范围,而且为MSV航迹跟踪控制提供了新的设计方法。

摘要：船舶电泵是发电系统中的关键组成部分,传统电泵维修和监测主要依靠人工经验,存在很大的局限性,电泵故障数据量庞大,嵌入式平台难以建立电泵故障分析模型并对故障数据进行分析。本文对4G无线网络传输技术以及大数据技术的基本原理进行研究,设计基于大数据技术的船舶发电系统电泵故障监测系统架构,分析系统各个部分的基本功能;使用云平台计算实现了电泵故障数据的分布式存储和计算,以电泵电流平均值计算为例,分析分布式计算的实现过程。电泵故障监控系统基于大数据平台具有良好的扩展性和可靠性。

摘要：为了解定置刺网的不同采样设计对三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)资源量估算的影响,根据东海北部海域海流速度(v_(0))、三疣梭子蟹移动速度(v_(1))和定置刺网网列长度,提出了一种计算刺网拦截范围内三疣梭子蟹被捕获概率的方法。基于该方法,模拟了定点采样、简单随机采样、分层定点采样和分层随机采样4种采样调查方法,采样站位数量16和25个,网片数量50列、80列和150列以及4个季节共72种组合的情况,每种情况重复1000次。结果表明:定置刺网网列数量越多,越容易对三疣梭子蟹资源量产生低估;定点采样方法中,采样站位数量越多,模拟结果越准确;随机采样方法的调查结果受采样站位数量的影响相对较小;分层采样效果优于不分层采样。资源密度越低、海流速度越大,模拟调查结果越好;三疣梭子蟹具有季节性时空分布的特征,冬季资源密度低且分布较其他季节更为均匀,模拟结果较其他季节更准确。

摘要：本文概念性地设计一种新型半潜式海上风机基础,分析基础的水动力系数和幅频运动特性。提出一种基于SESAM-FAST-ORCAFLEX软件的风机-基础-系泊系统全耦合模拟方法,考虑二阶波浪力和粘性阻尼的作用,对风机系统进行空气动力-水动力时域耦合分析,并研究风浪入射角对运动响应和系泊力的影响。结果表明:新型半潜式风机基础具有良好的运动性能,在横荡、垂荡、横摇和纵摇方向上较现有型式有大幅的提升;风浪入射角对运动响应和系泊力有明显影响,在纵荡、横荡、横摇和首摇方向上动力响应受入射角的影响较大;同一工况下,系泊力随着入射角度的增大而增大,极端工况下系泊力最大值是工作工况的2.5倍,在系泊系统设计时需要重点关注。