基于粒子濾波的自航耙吸挖泥船溢流損失估計與控制.pdf

1、近年來,中國的疏浚項目不斷增加,疏浚工程也越來越大。疏浚作業(yè)的優(yōu)化對提高效率、精度,以及節(jié)省勞動力都是非常重要的。其中,耙吸挖泥船在疏浚作業(yè)中的作用越來越重要。鑒于耙吸挖泥船的巨大作用,必須加強對其進(jìn)行研究。盡管現(xiàn)代自航耙吸挖泥船上都安裝了自動化控制系統(tǒng),但是在挖泥船上至今還沒有作業(yè)條件不確定的情形下(如土壤類型、流速等)對疏浚性能進(jìn)行優(yōu)化的決策支持系統(tǒng)。因此,如何提高疏浚船舶設(shè)備水平,使疏浚產(chǎn)量最優(yōu)化,達(dá)到提高挖泥船性能和效率的目的,

2、也是國外疏浚行業(yè)積極研究的熱點與內(nèi)容。
　　本文即針對疏浚作業(yè)的效率受土壤類型和操作人員技術(shù)影響的情況,利用粒子濾波算法來估計自航耙吸挖泥船的溢流損失,采用實測工程數(shù)據(jù)進(jìn)行了仿真,以此來提高挖泥船的生產(chǎn)效率、施工質(zhì)量,為操作人員的施工提供了決策支持,達(dá)到降低生產(chǎn)成本,獲取更高社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的目的。
　　首先,本文從三個方面介紹了粒子濾波的基本理論,包括常用的預(yù)測濾波算法、遞推貝葉斯估計以及蒙特卡洛分析等;在此基礎(chǔ)上論述了

3、粒子濾波的基本算法,討論了濾波中的常見問題以及解決的方法。并將粒子群優(yōu)化算法引入到粒子濾波中,作了進(jìn)一步的研究。
　　其次,介紹了自航耙吸挖泥船的系統(tǒng)模型,重點分析了泥艙模型。針對耙頭模型,通過動態(tài)建模給出了耙頭吸入密度公式。之后詳細(xì)論述了泥艙模型中的沉積過程,給出了溢流損失估計模型,并給出了相應(yīng)的評估指標(biāo)進(jìn)行性能評估。考慮到泥沙顆粒大小對實際沉降速度的影響,對疏?，F(xiàn)場的泥沙粒徑及實際沉降速度進(jìn)行估計,以提高溢流損失估計的準(zhǔn)確性。