针对航海模拟器中船舶运动数学模型建立过程过于复杂、仿真的有效性难以验证的问题,结合船舶自身机动特点设计了一种新的船舶运动参数发生器,可生成航海模拟器所需的各船舶运动参数。首先,在响应模型的基础上,建立了基于线加速度和角速...针对航海模拟器中船舶运动数学模型建立过程过于复杂、仿真的有效性难以验证的问题,结合船舶自身机动特点设计了一种新的船舶运动参数发生器,可生成航海模拟器所需的各船舶运动参数。首先,在响应模型的基础上,建立了基于线加速度和角速度(linear acceleration and angular velocity,a&ω)的船舶运动模型。然后,通过船舶运动微分方程求解了船舶位置、速度、姿态、航向等运动参数信息。最后,提出相似度评估指标并将其应用于基于实测数据的仿真的验证。仿真验证结果表明,船舶运动参数发生器能有效地模拟船舶在多种机动状况下的运动,各船舶运动参数的相似度均在80%以上,是一种有效的航海模拟器的船舶运动模拟仿真研究方法。展开更多
游艇的运动数学模型是开发游艇模拟器的核心技术之一。根据分离建模思想,建立了游艇的平面运动数学模型。利用平面运动装置通过船模试验测得模型艇的水动力系数,分别计算作用于船体、螺旋桨和舵上的水动力和力矩,利用四阶龙格库塔法对...游艇的运动数学模型是开发游艇模拟器的核心技术之一。根据分离建模思想,建立了游艇的平面运动数学模型。利用平面运动装置通过船模试验测得模型艇的水动力系数,分别计算作用于船体、螺旋桨和舵上的水动力和力矩,利用四阶龙格库塔法对船舶运动方程进行求解得到船舶运动参数。利用Visual Studio 2010编写了游艇运动的仿真程序,并以三艘游艇为例,进行了游艇的操纵运动仿真。将仿真数据与船模试验数据进行了比对,结果表明所建立的游艇模型能够满足游艇模拟器的精度要求。展开更多
实船在波浪中的操纵运动数学建模是船舶操纵性预报的难点。在静水中,实船操纵运动建模相对较易实现,在此基础上结合波浪力数学模型,可以产生虚拟的船舶在波浪中的操纵运动数据,再结合有限的波浪环境实测数据,形成虚实融合的数据,从而可...实船在波浪中的操纵运动数学建模是船舶操纵性预报的难点。在静水中,实船操纵运动建模相对较易实现,在此基础上结合波浪力数学模型,可以产生虚拟的船舶在波浪中的操纵运动数据,再结合有限的波浪环境实测数据,形成虚实融合的数据,从而可以利用数据驱动手段,开展实船在波浪中的操纵运动数学建模研究。该文以某船为例,基于静水环境下实船实测数据,使用物理内嵌神经网络(physics informed neural network,PINN)辨识船舶操纵运动MMG方程水动力导数。记及波浪力模型后,形成船舶在波浪中操纵运动数学模型,基于此数学模型构造操纵运动数据,再结合有限的波浪环境数据,利用长短期记忆神经网络(long short term memory,LSTM)开展实船在波浪中的操纵运动在线预报研究。展开更多
文摘针对航海模拟器中船舶运动数学模型建立过程过于复杂、仿真的有效性难以验证的问题,结合船舶自身机动特点设计了一种新的船舶运动参数发生器,可生成航海模拟器所需的各船舶运动参数。首先,在响应模型的基础上,建立了基于线加速度和角速度(linear acceleration and angular velocity,a&ω)的船舶运动模型。然后,通过船舶运动微分方程求解了船舶位置、速度、姿态、航向等运动参数信息。最后,提出相似度评估指标并将其应用于基于实测数据的仿真的验证。仿真验证结果表明,船舶运动参数发生器能有效地模拟船舶在多种机动状况下的运动,各船舶运动参数的相似度均在80%以上,是一种有效的航海模拟器的船舶运动模拟仿真研究方法。
文摘游艇的运动数学模型是开发游艇模拟器的核心技术之一。根据分离建模思想,建立了游艇的平面运动数学模型。利用平面运动装置通过船模试验测得模型艇的水动力系数,分别计算作用于船体、螺旋桨和舵上的水动力和力矩,利用四阶龙格库塔法对船舶运动方程进行求解得到船舶运动参数。利用Visual Studio 2010编写了游艇运动的仿真程序,并以三艘游艇为例,进行了游艇的操纵运动仿真。将仿真数据与船模试验数据进行了比对,结果表明所建立的游艇模型能够满足游艇模拟器的精度要求。
文摘实船在波浪中的操纵运动数学建模是船舶操纵性预报的难点。在静水中,实船操纵运动建模相对较易实现,在此基础上结合波浪力数学模型,可以产生虚拟的船舶在波浪中的操纵运动数据,再结合有限的波浪环境实测数据,形成虚实融合的数据,从而可以利用数据驱动手段,开展实船在波浪中的操纵运动数学建模研究。该文以某船为例,基于静水环境下实船实测数据,使用物理内嵌神经网络(physics informed neural network,PINN)辨识船舶操纵运动MMG方程水动力导数。记及波浪力模型后,形成船舶在波浪中操纵运动数学模型,基于此数学模型构造操纵运动数据,再结合有限的波浪环境数据,利用长短期记忆神经网络(long short term memory,LSTM)开展实船在波浪中的操纵运动在线预报研究。
