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自航耙吸式挖泥船装载系统的优化与研究

孙红洲  
【摘要】:现代化自航耙吸挖泥船安装了许多的自动化系统,而这些自动化系统可在驾驶室利用集成的计算机系统进行控制。操作人员需要对这些系统设置正确的设定值。而设定值的确定所需要的决策信息并不是随手可得的。 本文对影响自航耙吸式挖泥船疏浚效率的主要的两个疏浚过程进行了研究,泥泵-管线过程和泥舱沉积过程。建立了泥泵-管线模型,沉积模型及估算溢流损失的溢流密度模型并验证了这些模型是准确的。介绍了用最优化理论技术估计参数的方法,通过实测数据对模型中关于土壤的参数进行了估计和校准。在线或者离线的估计了模型中与土壤有关的参数。泥泵-管线模型中估算了泥泵的固体影响参数,取决于混合物中沙粒径的固体影响参数,摩擦系数。泥舱沉积模型中估算了泥舱内的沙床密度,未受扰动的沉降速度。在线估计使用递推最小二乘法,离线估计使用模式搜索的方法。提出了方差与平方和这两个性能指标用于评价模型的准确性和适用性。 本文的研究使疏浚过程从黑盒变为了白盒,为操作人员在决策时提供了必要的信息,也为设计一种基于模型的预测控制系统提供了可能性。通过调整不多的模型中关于土壤的参数来实现对疏浚性能的优化,从而能够减少溢流损失,缩短疏浚周期,提高生产效率。


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