大尺度船模非线性运动响应的求测与仿真
发布时间：2021-11-05 02:13
随着船舶试验技术的逐步提高,如何更贴切的描述船舶在实际海洋环境下的真实航行状态,更进一步的获取更贴切实际的试验数据,是目前船模试验的一个发展趋势。在实际海洋环境下船模在三维波浪中遭受的风、浪、流的运动情况更加接近实船在实际海洋中的运动情况,因此大尺度模型试验可以更真实的反映实船在三维非线性波浪中的运动特征。同时如何利用船模试验数据进行外推预报实船在实际海洋中的运动姿态是一个研究热点,船舶运动姿态的预报对船舶的安全性以及作业效率的提高有重大意义,由此本文通过系统辨识法结合试验数据,对船舶运动频率响应函数求解,进而为船舶运动外推预报打下基础。本文主要进行以下内容,第一,通过AR模型结合最小二乘法,卡曼滤波法,高阶累积法建立了船舶运动响应辨识模型,通过船模试验运动数据进行船舶运动RAO的求解。并利用非线性模型NARMAX模型结合船模试验的试验数据和波浪数据对船舶运动响应进行辨识,再通过谐波探测法求解船舶运动响应频率函数,为后续进行实船在实际海洋中的运动姿态外推预报做基础。第二,通过最小二乘法下二阶的Volterra级数模型结合船模试验的运动数据,进行船模运动的极短期运动响应预报,确定了一种船...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究发展状况
1.2.1 船舶运动响应的研究现状
1.2.2 大尺度模型在实际海浪环境中试验研究现状
1.3 本文的主要研究内容
第2章 船舶运动响应的系统辨识方法
2.1 基于AR模型的船舶运动响应辨识
2.1.1 AR模型建立与参数的确定
2.1.2 舶舶运动系统的AR模型阶数的确定
2.1.3 AR模型辨识船舶运动的RAO
2.1.4 船舶运动频率响应求解
2.2 基于NARMAX模型的船舶运动响应求解方法
2.2.1 NARMAX模型的基本介绍
2.2.2 NARMAX模型的确定
2.2.3 试验数据的采集和预处理技术
2.2.4 NARMAX模型辨识船舶运动频率响应函数
2.3 本章小结
第3章 基于VOLTERRA级数的极短期运动响应预测
3.1 基于VOLTERRA级数模型的船舶运动响应预测
3.2 基于最小二乘算法的VOLTERRA核估计
3.3 基于KALMAN滤波算法的VOLTERRA核估计预测模型
3.4 基于NLMS算法的VOLTERRA核估计预测模型
3.5 基于VOLTERRA级数的三种模型预报结果比较
3.6 本章小结
第4章 实际海洋环境下大尺度船模的响应求测与仿真
4.1 实际海洋环境下大尺度模型试验系统的构成
4.2 实际海洋环境下大尺度模型试验的具体流程
4.2.1 试验前的模型和设备调试
4.2.2 试验的具体流程安排
4.2.3 波浪数据和运动数据的采集与分析
4.3 大尺度模型试验运动响应求测与仿真算例
4.4 大尺度模型实时运动仿真研究
4.4.1 实时船模运动姿态仿真三维模型的建立
4.4.2 大尺度模型运动姿态仿真的海洋环境设置
4.4.3 应用程序定义文件建立
4.4.4 运动仿真中船模驱动数据的通讯
4.4.5 模型运动实时视景仿真
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]实际海浪环境中大尺度模型波浪载荷试验技术研究[J]. 焦甲龙,任慧龙,孙树政,孙黎明,谭伟. 中国造船. 2016(01)
[2]基于Vega Prime的船舶视景仿真[J]. 陈姚节,鲁福章,葛程. 教育教学论坛. 2015(05)
[3]基于OSG的船舶追越运动视景仿真[J]. 徐东星,张秀凤,刘春雷,李涛. 中国水运(下半月). 2015(01)
[4]美海军无人作战平台现状及发展趋势分析[J]. 李坡,张志雄,赵希庆. 装备学院学报. 2014(03)
[5]基于Vega Prime的海洋环境可视化仿真[J]. 高超,樊占军. 信息与电脑(理论版). 2014(02)
[6]超大型船舶变截面梁分段模型的载荷试验研究[J]. 陈占阳,任慧龙,李辉,赵晓东. 哈尔滨工程大学学报. 2012(03)
[7]基于格型递归最小二乘算法的船舶运动极短期预报[J]. 彭秀艳,刘长德. 船舶力学. 2012(Z1)
[8]基于Vega的虚拟仿真校园的研究与应用[J]. 宋欣. 甘肃科技. 2012(02)
[9]舰船波浪中非线性运动响应与砰击研究[J]. 陈良伟,肖桃云. 船海工程. 2011(06)
[10]基于分阶段粒子群优化算法的船舶横向运动水动力参数辨识[J]. 戴运桃,刘利强,李英. 船舶力学. 2011(10)
博士论文
[1]实际海浪环境中舰船大尺度模型运动与载荷响应试验研究[D]. 焦甲龙.哈尔滨工程大学 2016
[2]Volterra级数建模预报方法研究及在船舶运动预报中应用[D]. 门志国.哈尔滨工程大学 2012
[3]由航行中船舶运动预报海浪[D]. 江林.哈尔滨工程大学 2004
硕士论文
[1]基于系统辨识的船舶运动响应与海浪反演技术研究[D]. 孙慧.哈尔滨工程大学 2017
[2]基于虚拟现实技术的船舶视景仿真系统研究与开发[D]. 韦天任.大连海事大学 2016
[3]模型船的数学模型辨识[D]. 王春园.大连海事大学 2012
[4]基于模型参数辨识的船舶运动控制仿真系统研究[D]. 曹包华.吉林大学 2012
[5]舰船运动预报在小波分析及混沌时序中的研究[D]. 吴云峰.江南大学 2012
[6]航母舰载机着舰视景仿真研究[D]. 李航.哈尔滨工程大学 2012
[7]水下机器人路径跟踪的非线性控制虚拟仿真研究[D]. 张健.哈尔滨工程大学 2012
[8]船舶视景仿真系统的设计与实现[D]. 曹颖文.中南大学 2011
[9]船舶横摇运动的实时预报与控制研究[D]. 杨荣武.上海交通大学 2011
[10]大型舰船运动视景仿真研究[D]. 曹元璞.哈尔滨工程大学 2011
本文编号：3476863
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究发展状况
1.2.1 船舶运动响应的研究现状
1.2.2 大尺度模型在实际海浪环境中试验研究现状
1.3 本文的主要研究内容
第2章 船舶运动响应的系统辨识方法
2.1 基于AR模型的船舶运动响应辨识
2.1.1 AR模型建立与参数的确定
2.1.2 舶舶运动系统的AR模型阶数的确定
2.1.3 AR模型辨识船舶运动的RAO
2.1.4 船舶运动频率响应求解
2.2 基于NARMAX模型的船舶运动响应求解方法
2.2.1 NARMAX模型的基本介绍
2.2.2 NARMAX模型的确定
2.2.3 试验数据的采集和预处理技术
2.2.4 NARMAX模型辨识船舶运动频率响应函数
2.3 本章小结
第3章 基于VOLTERRA级数的极短期运动响应预测
3.1 基于VOLTERRA级数模型的船舶运动响应预测
3.2 基于最小二乘算法的VOLTERRA核估计
3.3 基于KALMAN滤波算法的VOLTERRA核估计预测模型
3.4 基于NLMS算法的VOLTERRA核估计预测模型
3.5 基于VOLTERRA级数的三种模型预报结果比较
3.6 本章小结
第4章 实际海洋环境下大尺度船模的响应求测与仿真
4.1 实际海洋环境下大尺度模型试验系统的构成
4.2 实际海洋环境下大尺度模型试验的具体流程
4.2.1 试验前的模型和设备调试
4.2.2 试验的具体流程安排
4.2.3 波浪数据和运动数据的采集与分析
4.3 大尺度模型试验运动响应求测与仿真算例
4.4 大尺度模型实时运动仿真研究
4.4.1 实时船模运动姿态仿真三维模型的建立
4.4.2 大尺度模型运动姿态仿真的海洋环境设置
4.4.3 应用程序定义文件建立
4.4.4 运动仿真中船模驱动数据的通讯
4.4.5 模型运动实时视景仿真
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]实际海浪环境中大尺度模型波浪载荷试验技术研究[J]. 焦甲龙,任慧龙,孙树政,孙黎明,谭伟. 中国造船. 2016(01)
[2]基于Vega Prime的船舶视景仿真[J]. 陈姚节,鲁福章,葛程. 教育教学论坛. 2015(05)
[3]基于OSG的船舶追越运动视景仿真[J]. 徐东星,张秀凤,刘春雷,李涛. 中国水运(下半月). 2015(01)
[4]美海军无人作战平台现状及发展趋势分析[J]. 李坡,张志雄,赵希庆. 装备学院学报. 2014(03)
[5]基于Vega Prime的海洋环境可视化仿真[J]. 高超,樊占军. 信息与电脑(理论版). 2014(02)
[6]超大型船舶变截面梁分段模型的载荷试验研究[J]. 陈占阳,任慧龙,李辉,赵晓东. 哈尔滨工程大学学报. 2012(03)
[7]基于格型递归最小二乘算法的船舶运动极短期预报[J]. 彭秀艳,刘长德. 船舶力学. 2012(Z1)
[8]基于Vega的虚拟仿真校园的研究与应用[J]. 宋欣. 甘肃科技. 2012(02)
[9]舰船波浪中非线性运动响应与砰击研究[J]. 陈良伟,肖桃云. 船海工程. 2011(06)
[10]基于分阶段粒子群优化算法的船舶横向运动水动力参数辨识[J]. 戴运桃,刘利强,李英. 船舶力学. 2011(10)
博士论文
[1]实际海浪环境中舰船大尺度模型运动与载荷响应试验研究[D]. 焦甲龙.哈尔滨工程大学 2016
[2]Volterra级数建模预报方法研究及在船舶运动预报中应用[D]. 门志国.哈尔滨工程大学 2012
[3]由航行中船舶运动预报海浪[D]. 江林.哈尔滨工程大学 2004
硕士论文
[1]基于系统辨识的船舶运动响应与海浪反演技术研究[D]. 孙慧.哈尔滨工程大学 2017
[2]基于虚拟现实技术的船舶视景仿真系统研究与开发[D]. 韦天任.大连海事大学 2016
[3]模型船的数学模型辨识[D]. 王春园.大连海事大学 2012
[4]基于模型参数辨识的船舶运动控制仿真系统研究[D]. 曹包华.吉林大学 2012
[5]舰船运动预报在小波分析及混沌时序中的研究[D]. 吴云峰.江南大学 2012
[6]航母舰载机着舰视景仿真研究[D]. 李航.哈尔滨工程大学 2012
[7]水下机器人路径跟踪的非线性控制虚拟仿真研究[D]. 张健.哈尔滨工程大学 2012
[8]船舶视景仿真系统的设计与实现[D]. 曹颖文.中南大学 2011
[9]船舶横摇运动的实时预报与控制研究[D]. 杨荣武.上海交通大学 2011
[10]大型舰船运动视景仿真研究[D]. 曹元璞.哈尔滨工程大学 2011
本文编号：3476863
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