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《武汉理工大学》 2002年
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船舶操纵预报的神经网络方法

唐晓光  
【摘要】: 随着国际贸易的发展,世界海运量迅速扩大,使得海上航行的船舶数量显著增加,单船吨位急剧扩大,船速也在不断提高,造成海上交通密度加大,航行更加复杂。根据近几年资料统计,世界上由于船舶操纵性原因而造成航运事故的船舶每年约有两百多艘,因而关于船舶操纵性的研究也越来越引起人们的重视。 由于船舶的运动在实际的航行过程中随船舶的工作状态(如载荷、吃水深度、航速等)及航行环境(如航线、水深、风、浪、流等)的不同而有很大的变化,是一个模型时变、非线性、大干扰的过程,将智能化控制技术用于其中将会有助于船舶避碰与操纵系统的自动化程度的提高。 近几年,随着神经网络研究的再度兴起,神经网络在模式识别、系统辨识、图像处理和自动控制等许多不同的领域得到了广泛的应用,其在船舶操纵性中的应用也受到了国内外众多学者的关注。其原因是神经网络具有其突出的优点:①能够逼近任意复杂的非线性函数关系;②能适应和学习不确定系统的动态特性;⑧由于所有信息都分布存储于网络单元间的联结权,故具有很强的容错性和鲁棒性;④采用信息的分布式并行处理,具有较快的运算速度。 本论文在神经网络方法应用于船舶操纵运动方面,主要完成了船舶操纵运动水动力的学习和预报、船舶回转运动时回转圈及主要特征参数的学习和预报以及Z形操舵试验Z形曲线的学习和预报。在操纵运动水动力方面,以散货船和油船为例探讨应用BP网络完成水动力的学习和预报;在回转圈方面,完成了不同船舶在不同舵角下的学习和预报;在Z形曲线方面,对不同的船舶在同一舵角下进行学习,预报了另外两艘船舶的Z形曲线。研究结果表明,只要选择适当的学习样本、网络结构和学习算法,神经网络的水动力预报精度、回转运动预报和Z形曲线的预报在实际中可以接受。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:U675

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘小健;不同装载状态下船舶的操纵性能及推定研究[D];上海交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 谢继勇;基于神经网络的港口清淤工程预警系统[D];天津大学;2004年
2 张建;船舶操纵性预报及评价[D];大连理工大学;2009年
3 刘挺;大型集装箱船舶操纵控制建模与仿真的研究[D];大连海事大学;2010年
4 李霞;基于BP神经网络的销售预测研究[D];上海交通大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 鲍其莲,张炎华;智能自适应控制及其在船舶操纵系统中的应用[J];船舶工程;1998年02期
2 黄梓瑜,张炎华;神经网络在船舶操纵中的应用研究[J];船舶工程;1999年01期
3 张乐文,周轶美,吴秀恒;操纵运动船体水动力计算[J];船舶工程;1999年02期
4 沈定安,马向能,孙芦忠,罗荣彪;波浪中船舶操纵性预报[J];船舶力学;2000年04期
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10 张晓兔,张乐文,刘祖源;基于RBF网络的操纵水动力预报[J];武汉交通科技大学学报;1999年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏业启,于中;酚醛树脂生产的微机自动控制系统[J];工程塑料应用;2000年05期
2 郭伟,刘兴远,张力,王跃文,孙亮;无腹筋钢筋混凝土简支梁受剪特性的神经网络模型初探[J];四川建筑科学研究;2004年01期
3 刘兴远,郭伟,林文修,杜文龙,易珂;重庆地区混凝土构件碳化规律的神经网络描述[J];四川建筑科学研究;2004年04期
4 郑少瑛;陈静茹;;基于神经网络在钢筋混凝土施工质量评价中的应用研究[J];四川建筑科学研究;2009年06期
5 翁兴中;蔡良才;;基于神经网络理论的机场沥青道面状况评定[J];四川建筑科学研究;2010年01期
6 王全凤;郑浩;;基于径向基函数神经网络的高层建筑结构选型[J];四川建筑科学研究;2010年05期
7 杨冠鲁,李晴燕,胡欣;同步发电机监督学习神经网络励磁控制器[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年03期
8 周鸣争;人工神经网络在自动控制系统中的应用[J];安徽机电学院学报;2000年02期
9 杨绪兵,韩自存;ε不敏感的核Adaline算法及其在图像去噪中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年04期
10 丁晓贵;神经网络在非线性系统参数辨识中应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡伟明;;基于STM32纯电动汽车电驱控制研究[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
2 戎袁杰;汤洪海;郑雪生;王荣蓉;李春文;;单相并联有源滤波器的神经网络控制策略研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 孟庆金;权悦;景绍洪;;热电厂CFB锅炉燃烧智能控制策略研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 李俊丽;张光辉;祝晓红;;新型智能变增益单神经元PID控制算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 胡玉娥;丁淑萍;;基于改进BP算法的非线性广义预测控制器[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
6 闫艳霞;李宏武;刘杰伟;冯伟;;颗粒镁喷吹氮气流量控制中BP神经网络整定PID控制器的研究[A];中国计量协会冶金分会2012年会暨能源计量与节能降耗经验交流会论文集[C];2012年
7 王军;魏来生;兰小平;;双发动机并机运行及工况切换时系统特性仿真[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
8 陈玉强;刘志刚;杨铁军;肖友洪;;柴油机振动液压伺服主动控制[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
9 邵珂;吴志刚;杨超;;基于神经模糊理论的阵风响应减缓控制律研究[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
10 管义锋;吴灿;张言才;;石油平台支援船(OSV)多目标总体优化方法研究及应用[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
2 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
3 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
4 邵宗凯;无刷双馈电机建模及智能控制策略研究[D];华中科技大学;2010年
5 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年
6 詹跃东;质子交换膜燃料电池的综合智能协调控制研究[D];昆明理工大学;2010年
7 王晓东;双机架紧凑式炉卷轧机模型自适应优化控制[D];昆明理工大学;2008年
8 汤亮;基于综合效益评价的陶瓷产品全生命周期理论研究及应用[D];武汉理工大学;2010年
9 栾小丽;基于神经网络的复杂非线性系统鲁棒控制与滤波研究[D];江南大学;2010年
10 刘浪;公路建设项目供应链管理的目标控制及其绩效评价研究[D];武汉大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐旭;基于ARM的电阻点焊控制器[D];南昌航空大学;2010年
2 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
3 檀庭跃;智能控制算法在倒立摆系统中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
4 朱正强;车标识别的关键技术研究[D];辽宁师范大学;2010年
5 吴家瑞;服装产品加工成本快速估算方法研究[D];浙江理工大学;2010年
6 范不井;某地区电网短期负荷预测研究[D];郑州大学;2010年
7 杨书显;基于PSO算法的氧乐果合成过程建模与控制研究[D];郑州大学;2010年
8 马玉辉;徂徕山森林公园生态公益林健康评价及经营决策研究[D];山东农业大学;2010年
9 李一倬;柴油机远程监测平台的设计与开发[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 周斌;四桨两舵大型船舶螺旋桨的面元法设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李政斌;;基于DHGF法的防空信息指挥系统通信网效能评估[J];兵工自动化;2008年01期
2 李小凡;;基于RBF神经网络整定的PID控制器设计[J];兵工自动化;2009年01期
3 刘淳安,杨建宏;基于实数编码的多种群演化遗传算法[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2005年02期
4 周昭明;盛子寅;冯悟时;;多用途货船的操纵性预报计算[J];船舶工程;1983年06期
5 黄梓瑜,张炎华;神经网络在船舶操纵中的应用研究[J];船舶工程;1999年01期
6 黄震;朱汝敬;;集装箱船的大型化趋势[J];船艇;2006年08期
7 杨佑宗,杨昌培;七万吨级散货轮在各种吃水状态下的变纵倾系列模型试验研究[J];船舶力学;1999年04期
8 马向能,沈定安,何春荣;大型集装箱船受风工况下操纵性计算预报[J];船舶力学;2001年04期
9 魏连伟,邵景力,张建立,崔亚莉;模拟退火算法反演水文地质参数算例研究[J];吉林大学学报(地球科学版);2004年04期
10 马丽霞;王凤艳;陈剑平;;基于人工神经网络的大坝变形分析与预报——以西津大坝27~#点的变形监测为例[J];吉林大学学报(地球科学版);2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 邹早建;;船舶操纵性研究进展[A];第六届船舶力学学术委员会全体会议专集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘清;船舶操纵运动模糊神经网络控制系统研究[D];武汉理工大学;2002年
2 蔺杰;数据融合的神经计算方法[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 田容;人工神经网络在数据挖掘中的应用研究[D];华北工学院;2001年
2 袁玲;基于神经网络模型的交通大气环境质量评价研究[D];长安大学;2001年
3 陈新辉;企业产品销售状况预测与仿真[D];中国农业大学;2001年
4 全宏亮;多层前向神经网络的结构辩识和改进算法[D];武汉科技大学;2002年
5 梅细燕;水泥窑仿真系统的建模研究及其基于web的数据库管理[D];武汉理工大学;2002年
6 李丽霞;BP神经网络及其在疾病预后分类问题中的应用[D];山西医科大学;2002年
7 夏毅;基于神经网络和遗传算法的技术分析投资系统开发[D];清华大学;2003年
8 施亚振;基于网格的神经计算平台架构及接口设计与实现[D];浙江大学;2004年
9 孔祥军;船舶操纵运动模拟和智能技术的应用研究[D];武汉理工大学;2004年
10 徐祥合;基于BP网络的客户分类方法研究[D];南京航空航天大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 林志忠;;大型船舶港内操纵影响因素分析[J];中国航海;2012年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 张宇杉;大型集装箱船舶航向智能控制的研究[D];大连海事大学;2011年
2 张曙辉;超大型油轮的Williamson旋回仿真研究[D];大连海事大学;2011年
3 杨保兰;基于可拓集合理论的地铁施工灾害警情可控度研究[D];天津理工大学;2011年
4 韩和泰;船舶自动舵测试仿真系统的研究[D];大连海事大学;2012年
5 王小兰;船舶运动控制及其虚拟现实仿真的研究[D];大连海事大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 范尚雍;彭英声;;非线性船舶操纵性计算[J];船舶工程;1982年05期
2 周昭明;盛子寅;冯悟时;;多用途货船的操纵性预报计算[J];船舶工程;1983年06期
3 邱志雄,兰培真;船舶避碰综合决策系统[J];大连海运学院学报;1992年03期
4 蒋丹东,杨承恩,贾欣乐;一类航迹操舵仪的系统设计[J];大连海事大学学报;1997年02期
5 姚杰,吴兆麟,方祥麟;船舶碰撞危险的模糊决策[J];大连水产学院学报;1998年02期
6 姚杰,方祥麟,吴兆麟;用神经网络评价船舶碰撞危险的研究[J];大连水产学院学报;1998年03期
7 刘延年,冯纯伯;神经网络在控制领域中的应用[J];东南大学学报;1994年01期
8 张庆河,李炎保;船舶操纵数学模型在港口航道设计中的应用[J];中国港湾建设;2000年01期
9 包丛喜,谭家华;神经网络技术在多元图谱插值中的应用[J];海洋工程;1998年02期
10 于明澜,王晓宁;神经网络技术在客流量预测上的应用研究[J];武汉交通科技大学学报;1997年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘祖源;粘性对船舶操纵运动水动力影响的探讨[J];船舶工程;1998年02期
2 章爱武;我校承担1994年国家自然科学基金项目简介(三) 考虑粘性影响的船舶操纵运动水动力的理论计算研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);1994年01期
3 唐晓光,刘祖源;基于神经网络的船舶操纵运动水动力预报[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2002年01期
4 王青春;;船舶操纵运动中的力学问题及实际应用[J];华北科技学院学报;2007年01期
5 张谢东,刘祖源,吴秀恒;粘性对作回转运动三维物体水动力的影响[J];武汉交通科技大学学报;1996年06期
6 余志兴,吴秀恒,张乐文;限制水域中三维船舶操纵运动水动力计算[J];武汉交通科技大学学报;1996年06期
7 汪淳,葛彤,朱继懋;一种新型潜水装置的水动力特性分析[J];上海交通大学学报;2001年10期
8 朱军,庞永杰,徐玉如;规则波浪中舰船操纵运动计算[J];哈尔滨工程大学学报;2004年01期
9 王德普;船舶操纵性模型辨识[J];沈阳工业学院学报;1998年04期
10 江福才;洪水期影响船舶安全航行的因素及防范措施[J];交通科技;1999年04期
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1 芮震峰;冯宇;陆冬青;石爱国;;论返回原航迹机动[A];1995-2009航海技术论文选集(第1集)[C];2010年
2 佟宝德;石爱国;杨宝璋;;风浪中船舶操纵性问题[A];1995-2009航海技术论文选集(第1集)[C];2010年
3 徐祖信;尹海龙;;黄浦江水环境模拟计算边界条件影响分析[A];第七届全国水动力学学术会议暨第十九届全国水动力学研讨会文集(下册)[C];2005年
4 王京华;王聪;魏英杰;曹伟;邹振祝;;水下超空泡航行体非线性动力学与控制[A];第八届全国动力学与控制学术会议论文集[C];2008年
5 郑立捷;胡刚义;许建;邱磊;彭娅玲;;水下航行体升降桅杆水动力流场的数值研究[A];第四届全国船舶与海洋工程学术会议论文集[C];2009年
6 左志坚;李斌;马书根;王智锋;;蛇形机器人水下蜿蜒运动的仿真研究[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(1)[C];2008年
7 韦喜忠;陆芳;陆林章;张国平;;导管桨后舵水动力及空泡试验研究[A];七届更迭 三十回眸——第七届船舶力学学术委员会全体会议论文集[C];2010年
8 任世焱;;水动力条件分析在海洋工程勘察中的应用[A];2005年度海洋工程学术会议论文集[C];2005年
9 朱仁传;缪国平;尤云祥;李根国;;小间隙对多浮体系统水动力性能的影响[A];第七届全国水动力学学术会议暨第十九届全国水动力学研讨会文集(下册)[C];2005年
10 高建华;汪亚平;潘少明;张瑞;李军;白凤龙;;长江口最大浑浊带沉积物有机碳分布特征及其对海域环境的影响[A];中国地理学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 驻津记者 曹玲 通讯员 陆宣;大型水动力实验室项目开工[N];中国水运报;2011年
2 特约记者 许家帅;天科院建大型水动力实验室[N];中国交通报;2010年
3 南方印染股份有限公司设计室主任 章国礽;鼓励高质量的“活水动力”[N];中国纺织报;2011年
4 水利部副部长 胡四一;构建全社会节水动力和节水机制[N];人民日报;2007年
5 张韶军;岛群建港水动力技术取得突破[N];中国交通报;2010年
6 记者 马坤;天科院大型水动力实验室开建[N];滨海时报;2011年
7 本报记者 刘艳;厦海域“洗胃”近期全面展开[N];厦门日报;2008年
8 记者 张银炎 通讯员 周丙辉;为船型研发提供支撑[N];中国船舶报;2008年
9 ;企业营销试水CRM2.0[N];中国计算机报;2008年
10 梅春艳;高速水动力航空科技重点实验室揭牌[N];中国航空报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张心光;基于船舶操纵性试验分析的辨识建模研究[D];上海交通大学;2012年
2 罗伟林;基于支持向量机方法的船舶操纵运动建模研究[D];上海交通大学;2009年
3 王化明;限制水域操纵运动船舶粘性流场及水动力数值研究[D];上海交通大学;2009年
4 刘清;船舶操纵运动模糊神经网络控制系统研究[D];武汉理工大学;2002年
5 吕俊复;超临界循环流化床锅炉水冷壁热负荷及水动力研究[D];清华大学;2005年
6 李孟国;海岸河口水动力数值模拟研究及对泥沙运动研究的应用[D];青岛海洋大学;2002年
7 盛进路;人船系统平稳状态的失效机理及控制模式研究[D];西南交通大学;2009年
8 李一平;太湖水体透明度影响因子实验及模型研究[D];河海大学;2006年
9 仰红慧;蛙泳技术及对阻力推进力影响的研究[D];上海体育学院;2005年
10 张晓兔;基于B样条的三维船体水动力数值计算研究[D];武汉理工大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐晓光;船舶操纵预报的神经网络方法[D];武汉理工大学;2002年
2 陈纪军;风帆助推船舶操纵性预报研究[D];中国舰船研究院;2011年
3 孙寒冰;单泵喷水推进式船舶的操纵性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 赵鹏举;船舶拖航仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
5 胡雪明;辽东湾水质数值模拟及富营养化状况分析[D];大连理工大学;2007年
6 陈敏;内河通航船舶操纵性指数的理论计算及模拟计算研究[D];重庆交通大学;2011年
7 温洪涌;海岸泥沙输移的数值模拟及其应用[D];大连理工大学;2008年
8 李凌;粘性流中水波与浮式结构物相互作用的数值模拟研究[D];上海交通大学;2007年
9 王俊超;黄河口潮坪沉积物对水动力作用的响应研究[D];中国海洋大学;2004年
10 薛彦卓;船舶操纵模拟与航迹规划研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
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