摘要：针对传统人工检验船舶水下部分工作中,存在的低效率和安全隐患等问题,结合船舶检验应用场景和水下机器人技术,研究设计一种船舶检验水下机器人,用其代替工作人员进行船舶水下检测。对该船舶检验水下机器人采用框架式结构设计,极大地提升其抗水流能力;设计导管螺旋桨作为推进结构,提高其水下作业的灵敏度。对该机器人结构进行流体仿真,仿真结果显示其在水下运行时所受阻力较小,灵敏度较高。试验结果表明:该机器人能在船舶航行之前对船舶水下部分进行外观检测,不仅能降低船舶检验的难度,而且能提高船舶检验效率。

摘要：为了解决自动驾驶集卡中半挂车在行驶过程中的路径偏移问题,提出了一种引入铰接角偏差和转角补偿的线性二次调节器(LQR)控制方法。基于集卡三自由度动力学模型建立了考虑铰接角偏差的路径跟踪误差模型;通过采用比例-积分-微分(PID)算法进行转角补偿设计了LQR路径跟踪控制器;通过MATLAB/Simulink和TruckSim搭建联合仿真平台,在不同工况下进行仿真分析验证。结果表明:通过采用提出的路径跟踪算法,引入PID转角补偿,牵引车平均距离偏差降低62%以上,半挂车平均距离偏差降低31%以上,航向偏差和铰接角偏差也均有所改善。因此,该文提出的控制算法具有较好的路径跟踪性能,提高了对期望路径跟踪的精度和稳定性。

摘要：针对传统机床人工上下料生产效率低下和自动化生产线现场搭建存在的重复调试问题,对机床上下料系统进行数字化孪生设计与仿真研究,提出一种虚拟调试方法,在完成机床上下料系统整体设计的同时,实现系统的控制仿真。使用Process Simulate平台,在虚拟环境中构建机床上下料系统的三维数字化孪生模型,结合PLC控制系统,通过虚拟调试不断优化系统布局、工作流程、控制程序的控制逻辑和机器人上下料路径,完善机床上下料系统并实现机器人离线编程。对系统进行仿真分析,结果表明:该机床上下料系统的生产效率相比传统人工上下料提高近15%,其数字化孪生设计与仿真研究具有较好的适用性,可以减少现场重复调试的时间、降低调试成本。

摘要：针对无人遥控潜水器(remotely operated vehicle,ROV)在高速航行时因受流场作用而导致纵倾幅值、纵倾角度变化较大的问题,提出通过搭配选择扩展底盘和尾翼结构参数的方法来实现欠驱动型ROV的零纵倾或微纵倾高速运动。基于格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM),通过壁面自适应细化算法,结合ROV的结构参数进行六自由度仿真实验,以模拟ROV的航行运动。对扩展底盘和尾翼高度不同的ROV分别进行数值分析,得到扩展底盘、尾翼的结构参数与ROV纵倾幅值、纵倾角度的关系。通过对航行表现相似的ROV的旋转力矩进行比较,确定了在相同扩展底盘条件下ROV的稳定性与尾翼高度的关系。开展了扩展底盘和尾翼结构优化正交实验,利用遗传算法对不同实验方案下ROV的纵倾数据进行了拟合处理。结合实际需求确定了扩展底盘和尾翼的高度,并通过实际测试验证了ROV纵倾优化设计方案的正确性。结果表明,合理搭配扩展底盘和尾翼的结构可有效减小欠驱动型ROV的纵倾幅值,从而实现ROV在无幅值补偿时的微纵倾航行运动。研究结果可为相关水下装置纵倾运动的改进提供参考。

摘要：及时、准确地估算饵料盘中残留饲料量是提高养殖效益的重要措施。针对虾类养殖场景下残饵检测模型复杂度高、计数精度低的问题,提出了一种基于混合空洞卷积和注意力多尺度网络(hybrid dilated convolution and attention multi-scale network,HAMNet)的残饵密度估计方法。首先,借鉴MCNN(multi-column convolutional neural network)多列架构的思想设计并行卷积块(parallel convolution block,PCB),使网络在单列架构中提取多种尺度的残饵特征,简化了网络结构并减轻了计算量;同时为了弥补网络结构简化造成残饵特征表示能力略有不足的问题,引入混合空洞卷积块(hybrid dilated convolution block,HDCB)避免信息丢失并增大感受野,增强模型深入挖掘多尺度残饵信息的能力。其次,在网络中嵌入通道注意力机制(channel attention mechanism,CAM),利用通道之间的相互依赖性重新校准有用特征信息的权重,凸显目标与背景的差异性。最后,针对下采样导致密度图质量差的问题,应用可学习的转置卷积恢复特征图细节信息,进而提升模型计数性能。利用饵料盘条件下采集的残饵图像进行了验证,试验结果表明,与基准模型MCNN相比,HAMNet模型的平均绝对误差、均方根误差和计算量分别降低了44.4%、40.8%和13.7%,参数量仅为0.52 MB。与经典密度估计模型CMTL(cascaded multi-task learning)、SANet(scale aggregation network)、CSRNet(congested scene recognition network)相比,该模型在各项性能指标上保持了最佳平衡,明显处于优势。该研究可为人工智能在水产养殖中快速量化残饵提供参考。

摘要：针对三轴叶轮流道粗铣法加工余量不均的问题,提出了基于曲面法向刀具半径偏置法的流道变轴插铣半精加工的刀心点和刀轴矢量计算方法,采用现有的刀心点和安全高度的迭代算法确定了刀具插削和抬刀的轴向位置,所得刀位可有效去除三轴流道开粗法给叶片各部留下的不均匀余量。经对直线轴联动高速端铣和定轴插铣粗加工后的流道进行变轴插铣半精加工的切削实验验证,刀位算法正确,可给后续精加工留下均匀余量,后续叶片精加工可顺利进行。

摘要：欧式围网是海洋捕捞中上层鱼类效率最高的围网渔法之一。研究了理网与起网传动控制协同性技术,以保障欧式围网高效连续起网作业。以某新型40 m欧式围网示范渔船上的起网与理网适配需求为基础,采用负载敏感控制技术设计起网理网机液压传动控制系统,构建“渔具负载-起网速度”阻力特性模型,基于液压负载敏感和电液恒功率控制的双闭环反馈控制系统,以协同控制围网起网理网机自适应工作负载,并通过AMESim软件对起网理网机负载敏感液压传动控制系统进行仿真。结果显示:起网理网机负载敏感液压传动控制系统可以自适应围网起网渔具负载变化,自动调节理网速度实现恒功率理网,实现连续起网作业。相比传统液压系统传动的起网理网机,在相同海况下,起网效率提高32.78%。本研究涉及的液压负载敏感传动控制技术为欧式围网渔业高效捕捞提供了解决方案。

摘要：为分析挖掘海缆敷设监测数据中对施工质量的有益成果,研究影响海缆敷设张力因素权重量化问题,本文基于某海缆敷设工程施工数据,利用随机森林方法,分析研究海缆敷设施工对海缆张力的有关影响因素。以张力作为因变量,根据地理位置信息和作业时间计算得出实际航行速度,以航行速度、水深、侧向力和埋深作为自变量,在对施工数据进行清洗挖掘的基础上,利用随机森林方法分析各因素对张力的影响权重,得出特征重要性排序。结果表明:海缆张力的影响,航行速度在所有特征中的特征重要性最高,权重占比0.57,其次是埋深和水深,权重分别占比为0.23和0.18。研究所得结果与已有文献分析进行了对比,体现了所得结果的有效性和优势,为海上风电工程施工和海缆敷设施工质量安全提供帮助和参考。

摘要：主要介绍自由识别和指定位置识别2种自动识别船体型线的方法。运用AutoLISP语言直接读取绘制二维型线时所有控制节点的二维坐标,获取二维型线上指定位置插值点的二维坐标,并利用型线与指定位置在船体上的实际位置的关系将这些节点坐标转化为三维型值。通过算例验证采用该方法求取船体型线三维型值的高效性和准确性,以及导入Solidworks软件进行三维建模生成船体曲面的可行性,为船舶设计由二维向三维转化提供参考。

摘要：[目的]旨在探究掺氢环境下含腐蚀缺陷管道的结构强度劣化规律。[方法]基于试验数据分析X52钢在不同掺氢比例下的承载性能,采用非线性有限元方法研究X52掺氢天然气管道在不同腐蚀缺陷下的结构强度失效机理。[结果]研究结果表明:掺氢比例增大到50.0%时,管道在组合载荷下达到失效的位移最小为2.58 mm,结构韧性劣化程度较大;掺氢比例为25.0%时,缺陷深度越大,结构失效程度越严重,通过对正方形和圆形缺陷的对比,发现正方形缺陷的最大应力高于圆形缺陷。[结论]基于材料性能构建的含缺陷管道模型能够实现对不同掺氢环境下天然气管道服役状态结构承载力劣化程度的评估,所做研究可为新能源管道设计及健康监测提供工程化建议。