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神经网络理论研究及在舰船运动预报中的应用

在实际工程中由于存在大量的非线性系统,因此研究非线性系统的建模预报方法有很重要的意义。而大型舰船在波浪中的运动由于受到海浪、海风及其它干扰的影响,会产生六自由度的复杂运动,具有很强的随机性和非线性性,这就导致了对舰船运动姿态极短期预报具有相当的困难。本文从神经网络理论出的观点出发,充分研究了一种适用于非线性系统建模预报的神经网络—对角递归神经网络模型。主要完成的工作有:1.搜集整理了国内外有关舰船运动姿态预报技术的相关资料,并在此基础上提出了关于舰船运动的一种改进经典谱估计方法。并通过实际仿真证明了该方法的实用性和可靠性。2.介绍了神经网络的基本理论,对BP神经网络进行深入研究,使用共轭梯度算法对BP神经网络进行改进,使得网络性能得到改善,提高了预报精度,并用实际例子进行了仿真计算。3.对神经网络的逼近能力进行了深入研究和探讨,结合MATLAB软件及BP神经网络工具箱的使用,通过实际的例子详细阐述了基于BP神经网络的函数逼近过程  (本文共147页) 本文目录 | 阅读全文>>

《航海技术》2002年02期
航海技术

舰船运动要素测量的误差分析

1 引言  舰船运动要素一般包括推进性、惯性、旋回性,在战术上还包括最大航速、经济航速、最小航速、续航力、作战半径等,它对舰船操纵、航海绘算、编队运动以及战术计算等都有重要意义。传统的测定方法是:速度测量依赖于沿海测速场;惯性测量凭目力观测木块;旋回测量采用叠标水平角法。而我国拥有的测速场自然条件并不优越,潮流影响较大,水深较浅,组织实施烦琐;由于沿海开发,测速区的可航水域越来越小;舰船大型化的趋势也使测速区水深不能满足测量要求,而新型舰船对运动要素测量的精度要求更加严格。因此急需更加准确、方便、经济的测量手段。  随着我国的无线电信标/差分GPS(RBN/DGPS)系统的建立,覆盖整个沿海水域和部分陆域的网络已经形成。根据1996年有关部门公布的数据表明:在离基准台300km的海域内,亚米级DGPS接收机的定位精度已经达到5m。这使得采用DGPS测定舰船运动要素成为可能。本文对传统方法测量的运动要素精度与相应的DGPS测试相比...  (本文共2页) 阅读全文>>

《中国航海》1989年01期
中国航海

用GPS导航仪测定舰船运动要素

一、测定舰船运动要素的现状 为研究和掌握舰船的操纵性能,保障舰船的操纵安全,对各种舰船的运动要素(航行速度、旋回要素、运动惯性)必须进行测定。测定舰船运动要素的方法一般分为舰模测定法和实船测定法两种。舰模测定法一般用于新研制的舰船运动要素的测定,而对已建成使用的舰船,则主要采用实船测定运动要素的方法。 实船测定舰船运动要素主要用定位法和叠标法。定位法(也称轨迹测绘法)主要有无线电定位法(如雷达或专用无线电导航系统等),光学跟踪绕标法,测定船速及船首向角积分法等。上述方法需专用仪器和专用场所,且有些方法使用复杂,配合人员较多。叠标法主要 ·13,用于测定舰船的航行速度。我国沿海设有十几个这样的测速场。这种专用测速场测速精度较高,但受海域、气象条件的限制。特别是交通日益繁忙,致使许多近海或彤币首区内的测速区无法使用,对超大型舰船来说,还受水深和操纵安全性等诸因素的影响更无法使用。二、GPS系统的概况 导航星全球定位系统(筒称GPS)...  (本文共8页) 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

海浪中非平稳非线性舰船运动在线预报研究

由于受到海洋风、浪、流等环境因素的影响,舰船会不断产生六个自由度的摇荡运动,对舰船海上作业造成严重威胁。舰船运动在线预报能够实时地估计舰船未来几秒到几十秒内的运动姿态,为舰船海上作业的精确控制和最优作业时机的选择提供决策信息,进而提高海上作业的安全性和效率。舰船运动在线预报中,时长在几秒以内的预报称为极短期预报,通常用于海洋作业的精确控制;而时长在十秒到几十秒的预报一般应用于海上作业时机优选,称为安稳期预报。时间序列分析是极短期预报方法的基础。传统的极短期预报方法基于假定的时间序列模型如自回归模型、自回归滑动平均模型、神经网络模型等。本文基于海洋浮体在波浪中运动的记忆特性,创新性地提出了一种波浪效应自回归(Wave Effect Auto-regressive,WEAR)预报模型,在保证预报精度的同时,大幅提高了模型辨识效率,降低了预报结果对采样频率的敏感性。针对实际舰船运动中存在的非线性非平稳性特征,研究分析了传统傅里叶分析方...  (本文共191页) 本文目录 | 阅读全文>>

《舰船科学技术》2017年10期
舰船科学技术

水下爆炸载荷和随机风浪联合作用下破损舰船运动及其倾覆概率计算

舰船在发生破损时,如何提高其抗风浪和冲击波能力,已经成为船舶设计时重点考虑的因素之一[1]。因此,本文主要研究水下爆炸冲击波作用下的舰船响应模型,然后结合随机风浪,对舰船发生倾覆的概率进行研究,通过对稳定性仿真,从而为提升舰船的运动性能提供理论依据。1舰船稳态与倾覆分析舰船航行在水面时,若受到侧向巨大的冲击力,可能会发生倾覆,从而导致巨大的财产损失,因此需要采用合适的方法对船舶的倾覆模式进行分析,从而最大限度保持船舶的稳定性[2–4]。一般情况下,船舶存在如图1所示的3种倾覆模式。第1种模式下,船舶的倾斜角度在可控范围内,通过自身重力,可以快速回到稳定平衡的状态;第2种模式下,船舶的倾斜角度超过了一定的限度,平衡状态被打破,横向水流会导致船体进一步倾斜;第3种非平衡状态下,船舶会剧烈左右摇晃,从而最终导致倾覆。2水下爆炸载荷和随机风浪联合作用下的舰船运动状态控制与优化2.1风浪作用模型在剧烈的风浪作用下,船舶会受到横向或者纵向的...  (本文共3页) 阅读全文>>

《中国航海》2004年02期
中国航海

基于光流法的舰船运动要素测定原理研究

舰船运动要素通常包括推进性、惯性、旋回性,它们对舰船操纵、航海绘算、编队运动以及战术计算等都具有重要意义。目前,一般采用传统的方法对它们进行测量,具体是:推进性测量依赖于沿海测速场,惯性测量凭目力观测木块,旋回性测量采用叠标水平角法[1]。由于它们均须在专用的测速场内才能进行测量,并且对测速场有着较高的要求,如必须要有开阔的水域和适当的水深、潮汐、海流、风浪也必须在一定的范围内。而我国拥有的测速场自然条件并不优越,水深普遍偏浅,受潮流的影响普遍偏大,对测量的精度和具体实施过程都有着诸多不利的影响。同时,由于沿海开发不断深入,使得测速区的可航水域越来越小,而舰船大型化的趋势又使得测速区水深越来越不能满足测量要求,特别是已成为当前主流的新型全封闭舰艇,更是使得本来就十分烦琐的传统测量方法组织实施起来难度更大。为此,近来曾有报道提出采用DGPS定位信息进行测定的方法[2],这虽然可在一定程度上弥补传统方法的某些不足,但由于其自身也存在...  (本文共4页) 阅读全文>>