收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

船体分段三维测量及对位系统控制策略研究

任刚  
【摘要】:随着科技的发展和造船工艺的提高,为了提高造船效率和质量,造船模式正在向总段巨型化建造工艺方向发展,这对船舶设计水平和制造精度控制等环节都提出了更高的要求。如何快速准确地测量建造过程中船体分段产品与理论模型之间的误差,以及如何提高搭载时对接分段快速对位的效率,已经成为国内外船舶与海洋工程领域研究的热点,因此研究这些问题具有非常重要的理论意义和实际应用价值。 本文在掌握国内外相关问题的研究现状基础上,对这些关键问题展开了进一步的研究工作,主要研究内容包括: (1)船体分段建造过程中变形与反变形措施方面的研究。在船舶建造过程中,焊接、搁墩、吊装、移位等过程都会引起船体分段的变形,本文详细分析了引起船体变形的原因,并针对不同的变形情况提出了相应的反变形工艺措施。 (2)基于全站仪的船体分段大尺度测量方法的研究。分析了分段建造及搭载过程中船体分段大尺度三维测量方法,讨论了理论点集的选取原则,理论点集和测量点集常用匹配方法,并结合船体分段三维测量的特点,针对对应点集匹配的三点对齐法的不足,提出了基于最小二乘法选择中心点的改进三点对齐法;针对非对应点集匹配常用的迭代最近点法(ICP),提出了先采用主成份分析(PCA)进行粗匹配,再利用ICP进行精匹配的两阶段匹配方法,有效地提高了匹配精度。 (3)船体分段合拢自动化系统及控制策略的研究。针对现有的搭载方式占用吊机时间过长,并且存在安全隐患问题,设计了一种用于船体分段合拢的三维可调平台系统,该系统由多个三自由度可调墩组成,单个可调墩可实现一定范围的三维运动,当采用群墩控制时,系统可实现多自由度运动,从而实现安全、高效和高精度控制的船体分段搭载对位和合拢的建造工艺。 (4)基于多新息(Multi-innovation)理论的船体分段对位控制方法研究。船体分段合拢对接过程是一个难以建立数学模型的非线性系统,针对这一特点深入研究了可调平台控制策略问题,理论证明了基于多新息理论的无模型控制律的收敛性问题,并对控制律中的参数采用遗传算法进行在线优化;提出了基于多新息理论的PID神经网络控制算法,并证明了该方法的收敛性。最后采用多个仿真实例对所提出的两种改进算法进行验证,结果表明,改进后的两种控制算法都比原算法收敛速度快,具有更强的鲁棒性。 (5)面向造船工程实际,采用自主发明专利技术制作了三自由度可调墩样机,提出了基于开放式控制系统开发规范的可调墩控制系统的框架结构,研制开发了可调墩控制系统的软硬件平台,并在平台控制算法库中,实现了本文提出的基于多新息理论的PIDNN控制算法,实际控制效果进一步验证了方法的有效性。本文研发了具有自主知识产权的船体分段大尺度测量误差分析系统和模拟搭载系统,实现了船体分段无余量建造误差分析和模拟搭载过程分析,以及有余量测量建造误差分析和模拟搭载功能,本研究成果已应用于广新海事重工股份有限公司的多艘实船建造中,取得了较好的实际工程应用效果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 马品仲;动态三维面形测量[J];实用测试技术;1997年03期
2 孙利峰;孙文磊;;逆向工程在三维实体检测中的应用[J];机械制造与自动化;2006年01期
3 刘安心;余跃庆;张永亮;;三维机器视觉测量系统图像边缘提取算法研究[J];机械制造与自动化;2006年01期
4 朱林;达飞鹏;盖绍彦;;相位测量轮廓术中一种有效补偿相移误差的新算法[J];东南大学学报(自然科学版);2010年S1期
5 丁晓青,金观昌,章伟宝,高柠,马明刚,莫嘉玲;一种用单摄像机图像分析系统的三维物体测量新方法[J];清华大学学报(自然科学版);1987年04期
6 王建兵;陈晓波;习俊通;;结构光投影三维测量控制系统开发[J];机械;2007年05期
7 ;先进实用技术和产品六则[J];设备管理与维修;2010年06期
8 丁振斌;贾晓丹;刘土光;;焊接顺序对船体分段的焊接变形影响[J];中国造船;2010年S1期
9 许琦欣;侯文玫;盛世杰;张运波;沈丽艳;;基于数字微镜器件的三维轮廓测量及其性能分析[J];仪器仪表学报;2011年05期
10 丁振斌;朱元伟;王波;贾晓丹;;大型复杂船体分段焊接变形研究[J];中国舰船研究;2011年03期
11 韩立军;;车身视觉检测系统在汽车车身制造中的应用[J];轻型汽车技术;2004年05期
12 王金星;蒋向前;徐振高;李柱;;空间直线度坐标测量的不确定度计算[J];华中科技大学学报(自然科学版);2005年12期
13 张志友;;测量机器人在道路施工动态控制中的应用研究[J];公路交通技术;2008年01期
14 黄红云;张亚锋;;基于调制度的光学三维测量的研究[J];光学仪器;2008年03期
15 郑剑和;;三维测量与三坐标测量[J];模具制造;2009年07期
16 梁云波;邓文怡;娄小平;吕乃光;;基于标志点的多视三维数据自动拼接方法[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2010年01期
17 程萍;朱海金;陈向东;高峰;;投影系统中高质量全息正弦光栅的研制[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2010年05期
18 薛志强;;如何实现道路工程施工的动态管理[J];价值工程;2011年03期
19 李成贵,李行善,强锡富;三维表面微观形貌的测量方法[J];宇航计测技术;2000年04期
20 陈延东;甘军;柴英;王江;包世龙;杨学友;;汽车白车身机器视觉检测系统[J];轻型汽车技术;2001年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李东;;基于彩色结构光投影的动态三维测量技术[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
2 牛小兵;林玉池;赵美蓉;洪昕;程冬梅;;光栅投影三维测量的原理及关键技术分析[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(下)[C];2001年
3 刘章文;古天祥;;利用CCD图像的灰度梯度实现物体三维测量[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
4 李波;程勇;肖丽珍;衡士超;;锥形束CT结合simplant软件在颌面部三维测量中的应用[A];2010中华医学会影像技术分会第十八次全国学术大会论文集[C];2010年
5 张虎;姚长永;叶声华;邾继贵;罗明;;空间三维测量技术的研究[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(下)[C];2001年
6 张晓;;小孔径水压致裂三维地应力测量及其应用[A];采矿工程学新论——北京开采所研究生论文集[C];2005年
7 南亮亮;刘伟军;;逆向工程三维测量和数据处理[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
8 赵振华;王伯胤;张国兴;徐利军;冯国灿;吴建华;;齿科正畸中多排螺旋CT三维测量与X线头影测量的对比研究[A];2008年浙江省放射学年会论文汇编[C];2008年
9 单鹂娜;于晓洋;傅晓;吴海滨;陈德运;;格雷码结合梯形相移的灰度编码光三维测量研究[A];2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2009年
10 赵建林;;数字全息术及其应用研究[A];2009年西部光子学学术会议论文摘要集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 任刚;船体分段三维测量及对位系统控制策略研究[D];大连理工大学;2013年
2 王华;高密度全场主动离焦三维测量方法的研究[D];四川大学;2004年
3 王文格;基于计算机视觉的大型复杂曲面三维测量关键技术研究[D];湖南大学;2003年
4 韦争亮;基于彩色编码的结构光动态三维测量及重构技术研究[D];清华大学;2009年
5 于辉;发动机故障图像的三维测量、视觉重建与识别方法研究[D];南京航空航天大学;2002年
6 刘杰;多功能宏观/细观云纹干涉测试系统的研究及其应用[D];清华大学;1999年
7 李鸿;基于固有应变的船体分段焊接变形预测[D];哈尔滨工程大学;2006年
8 单鹂娜;组合式时间编码结构光三维测量方法与技术[D];哈尔滨理工大学;2010年
9 金刚;三维扫描仪中三维信息获取理论与技术研究[D];华中科技大学;2002年
10 张维忠;基于多幅图像的空间点定位与曲线结构三维重建[D];南京航空航天大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗春红;基于数字相移条纹投影技术的三维测量[D];湖南大学;2004年
2 龙兴明;三维测量中的图像处理技术研究[D];重庆师范大学;2005年
3 李俊;图形图像技术在牙颌模型数字化处理中的应用[D];昆明理工大学;2005年
4 戴强;结构光三维视觉测量系统标定方法研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
5 郎治国;结构光表面形状测量系统的研究[D];哈尔滨理工大学;2004年
6 刘志春;支持激光控制平地作业的智能三维地形测量系统的研究开发[D];中国农业大学;2005年
7 王晓波;牙磨耗量计算机辅助三维测量的研究[D];第四军医大学;2002年
8 李子祥;L5椎弓根影像解剖学研究及对PVP手术的指导意义[D];青岛大学;2005年
9 朱立峰;用于三维测量的高精度激光三角探头的研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2007年
10 刘晓燕;复杂曲面测量与重构成型的精度研究[D];新疆大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 冷翠华;2015年:船配产品本土装船率70%[N];中国船舶报;2008年
2 特约记者 牛序谋;韩国船企创新提速方式[N];中国船舶报;2006年
3 山船;现代在浦项建造船基地[N];中国船舶报;2005年
4 记者李平 通讯员林枫;三星重工船体分段出口逆势增长近三成[N];宁波日报;2009年
5 张长涛;日韩船厂难消“成本之痛”[N];中国船舶报;2006年
6 本版编辑 特约记者 牛序谋 顽言;三星重工扩大在华船体分段产能[N];中国船舶报;2007年
7 记者 王进;龙穴基地建成PSPC涂装工场[N];中国船舶报;2008年
8 记者 冷翠华;葫芦岛引进专业涂装企业[N];中国船舶报;2008年
9 中国船舶工业经济研究中心 梁志勇;三星玩转“国际化”[N];中国船舶报;2008年
10 广予;大宇烟台分段厂将成为造船基地[N];中国船舶报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978