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耙吸挖泥船疏浚性能在线优化控制策略研究
| 论文题名： | 耙吸挖泥船疏浚性能在线优化控制策略研究 |
| 关键词： | 耙吸式挖泥船;疏浚模型;粒子滤波;遗传算法;优化策略 |
| 摘要： | 近年来，我国的疏浚产业已取得蓬勃发展。其业务领域已由单纯的港口航道浚深拓宽不断向相关产业和领域延伸，如：围海围滩造地、海洋海岸工程建设、水利与防洪项目、环境保护改善、人工岛建设等。面临广阔的疏浚市场，我国的疏浚装备数量也成倍增长，但目前疏浚装备效率不高是制约疏浚能力进一步提升的关键因素，因此提升挖泥船疏浚效率，实现挖泥船高效疏浚、智能疏浚是当下研究的重要课题。 本文以耙吸挖泥船为研究对象，开展耙吸挖泥船疏浚机理研究，对疏浚过程进行动态建模，并利用实船数据对模型进行验证与校准，然后运用遗传算法与模式搜索等算法对模型参数进行估计，同时研究了粒子滤波算法在疏浚性能优化中的具体应用。最后提出绿色船舶与绿色疏浚的相关概念，并针对能耗最优这一目标进行相关研究，提出最佳控制策略。具体工作如下： 首先，本文对耙头挖掘过程机理进行了充分分析，建立了耙头吸入流量的数学模型和耙头吸入密度的黑箱模型。同时通过粒子滤波算法建立预测模型来预测耙头吸入密度，并且使用实测数据验证了预测模型的准确性。 其次，对装舱过程进行了深入分析，介绍了三种模型来描述沉积过程，并使用实测数据对三种模型的准确度进行了验证，比较选出效果最优的模型。运用遗传算法和模式搜索对模型中与土壤相关的参数进行估算，估算结果利用装舱质量进行验证。与此同时，针对沉积过程运用粒子滤波算法得出溢流量和溢流密度的估算值。 最后，从“绿色船舶”的理念出发，给出最佳疏浚停止时间的确定方案。本文中给出了三种方案，其中重点考虑第三种，以工作日产量最大化为目标的疏浚停止时间确定方案。考虑“绿色标准”的现代挖泥船控制策略将成为一个新的研究方向。 |
| 作者： | 杨婷婷 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 叶树霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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