耙吸挖泥船溢流损失估算研究

发布时间：2017-08-02 03:02

  本文关键词：耙吸挖泥船溢流损失估算研究

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【摘要】：耙吸挖泥船由于其适用范围广、机动性高、有效装载量大,为世界上各种疏浚工程中所广泛采用。目前,对耙吸挖泥船作业系统的研究工作逐步的重视起来,而耙吸挖泥船疏浚作业优化的一个重要方面是降低溢流过程的损失。本文分析了耙吸挖泥船的溢流过程,溢流的流量和密度的大小是基于溢流筒的形状、大小,疏浚土的土质,进入泥舱混合物的密度、流速等。文中利用随机漫步模型来估算溢流的流量和密度,简化了溢流过程的数学模型,规避了对其数学模型中不确定参数和不确定数学表达式的估计和判断。文中对建立的数学模型进行了可测性分析。并根据其自身特点,分解了这个非线性过程模型为两个简单的子系统,分别构建了观测器。增加了模块化,降低了系统的复杂性,更有利于计算和分析。考虑有噪声情况下的状态估计问题,文中介绍了两种常用的估计方法:卡尔曼滤波方法和粒子滤波方法,并利用其进行了实船作业数据的验证。本文对耙吸挖泥船溢流损失的估算,提出了一种可行的估算方法,是实船应用的一次尝试,对今后的进一步研究有一定的借鉴意义。
【关键词】：耙吸挖泥船 溢流损失 粒子滤波 卡尔曼滤波
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U674.31
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-21
• 1.1 课题研究背景7-9
• 1.2 耙吸挖泥船系统介绍9-17
• 1.2.1 耙头10-11
• 1.2.2 吸泥管11-12
• 1.2.3 波浪补偿器12-13
• 1.2.4 离心式泥泵13
• 1.2.5 泥舱13-14
• 1.2.6 溢流筒14-15
• 1.2.7 大泥门15-17
• 1.3 国内外研究状况17-19
• 1.4 本文主要内容和结构安排19-20
• 1.5 本章小结20-21
• 第二章 溢流过程分析21-30
• 2.1 装舱数据采集22-26
• 2.1.1 进舱密度22-23
• 2.1.2 进舱流量23-24
• 2.1.3 舱内装载体积24-25
• 2.1.4 舱内装载质量25-26
• 2.2 动态沉降过程26-28
• 2.3 溢流系统建模28
• 2.4 本章小结28-30
• 第三章 观测器设计30-34
• 3.1 可测性定义30
• 3.2 可测性分析30-31
• 3.3 构造观测器31-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第四章 估计方法34-42
• 4.1 无迹卡尔曼滤波34-38
• 4.1.1 无迹变化35-36
• 4.1.2 无迹卡尔曼滤波算法36-38
• 4.2 粒子滤波38-41
• 4.2.1 重要性采样39
• 4.2.2 重要性权值计算39
• 4.2.3 重采样39-40
• 4.2.4 状态估计40-41
• 4.3 本章小结41-42
• 第五章 实船数据验证42-52
• 5.1 溢流流量的估算46-48
• 5.2 溢流密度的估算48-50
• 5.3 计算结果分析50-51
• 5.4 本章小结51-52
• 第六章 结束语52-54
• 6.1 主要工作与创新点52-53
• 6.2 后续研究工作53-54
• 参考文献54-57
• 附录1 装舱数据记录57-61
• 致谢61-62
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文62-64

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