船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計制造專業(yè)畢業(yè)論文不同裝載狀態(tài)下船舶的操縱性能及推定研究

1、船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計制造專業(yè)畢業(yè)論文 精品論文 不同裝載狀態(tài)下船舶的操縱性能及推定研究關(guān)鍵詞：操縱性能 裝載狀態(tài) 船舶操縱性摘要：船舶運輸是現(xiàn)代運輸?shù)闹饕绞街唬澜绺鲊g主要是靠船舶進行貿(mào)易與經(jīng)營。船舶在經(jīng)過幾代的發(fā)展之后，噸位越來越大，特別是集裝箱船，目前正朝裝載上萬TEU(TwentyfootEquivalentUnit)方向發(fā)展，船舶的大型化與不斷增加的運輸量使船舶的操縱性越來越受到廣泛關(guān)注。 負責(zé)海事安全的國際海事組織(InternationalMaritimeOrganization，IMO)加強了對船舶操縱性的衡準工作。1993年，國際海事組織采取了A.751(18)決議作為

2、船舶操縱性暫行標準。2002年，操縱性委員會通過了MSC.137(76)船舶操縱性標準決議。船舶操縱性標準將應(yīng)用于滿載和平吃水，為了應(yīng)用這個標準，我們不得不檢驗船舶在滿載平吃水狀態(tài)的操縱性能。對于油船，海上試驗滿載狀態(tài)的操縱性還是比較容易的，但是，一般來說，干貨船等船只在壓載狀態(tài)下進行海試。所以有必要開展從壓載狀態(tài)推定滿載狀態(tài)的船舶操縱性能研究。除此以外，船舶在營運過程中，由于燃油、備品的消耗和貨物的裝卸，不可避免地出現(xiàn)壓載、半載、滿載甚至是超載和有尾部縱傾的裝載狀態(tài)，船舶吃水、縱傾的變化，會影響船舶的操縱特性，因此由某壓載狀態(tài)推定另一壓載狀態(tài)的船舶操縱性也是有必要的。通過操縱性推定研究，給船

3、員提供不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性資料，確保船舶的航行安全。 本文的操縱性推定研究是以不同裝載狀態(tài)船舶的自航模試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用正則化免疫遺傳算法反演干擾系數(shù)，根據(jù)干擾系數(shù)的壓載與滿載狀態(tài)的關(guān)系得到滿載的數(shù)值，或由該壓載反推另一壓載狀態(tài)干擾系數(shù)的數(shù)值，利用這些系數(shù)進行模擬計算來推定滿載狀態(tài)或另一壓載狀態(tài)的操縱性能。同時，借助多元線性回歸分析方法，得出干擾系數(shù)回歸公式和操縱性特征參數(shù)回歸公式，基于以上公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)推定公式和特征參數(shù)推定公式，也可以利用這些推定公式推定不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性能。具體來說，本文的主要研究工作可以歸納為以下幾個方面： (1)在查閱大量文獻的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)

4、地總結(jié)了當前本課題國內(nèi)外的研究動態(tài)和成果，指出他們各自的優(yōu)缺點和適用范圍。通過分析，綜合船舶操縱性，數(shù)值分析，反問題的數(shù)值解法和控制理論等相關(guān)知識，決定采用正則化方法反演船舶操縱運動相互干擾系數(shù)，用結(jié)合免疫遺傳算法的正則化方法作為數(shù)值解法來建立船舶操縱運動灰箱模型。 (2)建立船舶操縱運動數(shù)學(xué)模型，給出模型中各參數(shù)的確定方法。分析影響船舶操縱運動的主要因素，通過結(jié)合操縱性運動機理分析、操縱運動敏感性分析確定了使船舶操縱運動敏感的干擾系數(shù)。 (3)制定約束模試驗方案，系統(tǒng)地開展了不同吃水和縱傾狀態(tài)下干擾系數(shù)測量試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船舶相互干擾系數(shù)的影響；制定自航模試驗方案，系統(tǒng)地開

5、展了不同吃水和縱傾下回轉(zhuǎn)與Z形操舵試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船舶操縱性的影響，同時，本文進一步分析了裝載狀態(tài)和船速對船舶操縱性的影響，仿真和試驗計算結(jié)果表明，吃水、縱傾和船速都是影響船舶操縱性的重要要素。 (4)采用正則化方法解決船舶操縱運動反問題，結(jié)合本課題內(nèi)容，研究所求反問題的求解難點和求解方法。研究正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，研究實現(xiàn)方法中的基本遺傳算法和免疫遺傳算法的優(yōu)點和缺陷，改進其中的不足；用免疫遺傳算法作為正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，并測試了該算法的性能。通過在模擬數(shù)據(jù)中加入不同噪聲強度，求解MMG數(shù)學(xué)模型中的反問題，驗證了正則化免疫遺傳算法具有個體多樣性、全局搜索性能強、收

6、斂速度快和穩(wěn)定性好的優(yōu)點。正則化免疫遺傳算法的提出，為船舶操縱運動反問題的求解提供了方法和思路。 (5)基于自航模試驗測量數(shù)據(jù)，利用正則化免疫遺傳算法反演不同裝載狀態(tài)的船舶相互干擾系數(shù)，并用約束模試驗、自航模試驗結(jié)果加以檢驗；繪制干擾系數(shù)在不同裝載狀態(tài)的相關(guān)性圖譜，用多元線性回歸分析方法，得出干擾系數(shù)回歸公式和自航模試驗的特征參數(shù)回歸公式，基于這些公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)推定公式和特征參數(shù)推定公式。正文內(nèi)容 船舶運輸是現(xiàn)代運輸?shù)闹饕绞街?，世界各國之間主要是靠船舶進行貿(mào)易與經(jīng)營。船舶在經(jīng)過幾代的發(fā)展之后，噸位越來越大，特別是集裝箱船，目前正朝裝載上萬TEU(TwentyfootEqu

7、ivalentUnit)方向發(fā)展，船舶的大型化與不斷增加的運輸量使船舶的操縱性越來越受到廣泛關(guān)注。 負責(zé)海事安全的國際海事組織(InternationalMaritimeOrganization，IMO)加強了對船舶操縱性的衡準工作。1993年，國際海事組織采取了A.751(18)決議作為船舶操縱性暫行標準。2002年，操縱性委員會通過了MSC.137(76)船舶操縱性標準決議。船舶操縱性標準將應(yīng)用于滿載和平吃水，為了應(yīng)用這個標準，我們不得不檢驗船舶在滿載平吃水狀態(tài)的操縱性能。對于油船，海上試驗滿載狀態(tài)的操縱性還是比較容易的，但是，一般來說，干貨船等船只在壓載狀態(tài)下進行海試。所以有必要開展從壓

8、載狀態(tài)推定滿載狀態(tài)的船舶操縱性能研究。除此以外，船舶在營運過程中，由于燃油、備品的消耗和貨物的裝卸，不可避免地出現(xiàn)壓載、半載、滿載甚至是超載和有尾部縱傾的裝載狀態(tài)，船舶吃水、縱傾的變化，會影響船舶的操縱特性，因此由某壓載狀態(tài)推定另一壓載狀態(tài)的船舶操縱性也是有必要的。通過操縱性推定研究，給船員提供不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性資料，確保船舶的航行安全。 本文的操縱性推定研究是以不同裝載狀態(tài)船舶的自航模試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用正則化免疫遺傳算法反演干擾系數(shù)，根據(jù)干擾系數(shù)的壓載與滿載狀態(tài)的關(guān)系得到滿載的數(shù)值，或由該壓載反推另一壓載狀態(tài)干擾系數(shù)的數(shù)值，利用這些系數(shù)進行模擬計算來推定滿載狀態(tài)或另一壓載狀態(tài)的操縱性能

9、。同時，借助多元線性回歸分析方法，得出干擾系數(shù)回歸公式和操縱性特征參數(shù)回歸公式，基于以上公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)推定公式和特征參數(shù)推定公式，也可以利用這些推定公式推定不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性能。具體來說，本文的主要研究工作可以歸納為以下幾個方面： (1)在查閱大量文獻的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地總結(jié)了當前本課題國內(nèi)外的研究動態(tài)和成果，指出他們各自的優(yōu)缺點和適用范圍。通過分析，綜合船舶操縱性，數(shù)值分析，反問題的數(shù)值解法和控制理論等相關(guān)知識，決定采用正則化方法反演船舶操縱運動相互干擾系數(shù)，用結(jié)合免疫遺傳算法的正則化方法作為數(shù)值解法來建立船舶操縱運動灰箱模型。 (2)建立船舶操縱運動數(shù)學(xué)模型，給出模型中

10、各參數(shù)的確定方法。分析影響船舶操縱運動的主要因素，通過結(jié)合操縱性運動機理分析、操縱運動敏感性分析確定了使船舶操縱運動敏感的干擾系數(shù)。 (3)制定約束模試驗方案，系統(tǒng)地開展了不同吃水和縱傾狀態(tài)下干擾系數(shù)測量試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船舶相互干擾系數(shù)的影響；制定自航模試驗方案，系統(tǒng)地開展了不同吃水和縱傾下回轉(zhuǎn)與Z形操舵試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船舶操縱性的影響，同時，本文進一步分析了裝載狀態(tài)和船速對船舶操縱性的影響，仿真和試驗計算結(jié)果表明，吃水、縱傾和船速都是影響船舶操縱性的重要要素。 (4)采用正則化方法解決船舶操縱運動反問題，結(jié)合本課題內(nèi)容，研究所求反問題的求解難點和求解方法。

11、研究正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，研究實現(xiàn)方法中的基本遺傳算法和免疫遺傳算法的優(yōu)點和缺陷，改進其中的不足；用免疫遺傳算法作為正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，并測試了該算法的性能。通過在模擬數(shù)據(jù)中加入不同噪聲強度，求解MMG數(shù)學(xué)模型中的反問題，驗證了正則化免疫遺傳算法具有個體多樣性、全局搜索性能強、收斂速度快和穩(wěn)定性好的優(yōu)點。正則化免疫遺傳算法的提出，為船舶操縱運動反問題的求解提供了方法和思路。 (5)基于自航模試驗測量數(shù)據(jù)，利用正則化免疫遺傳算法反演不同裝載狀態(tài)的船舶相互干擾系數(shù)，并用約束模試驗、自航模試驗結(jié)果加以檢驗；繪制干擾系數(shù)在不同裝載狀態(tài)的相關(guān)性圖譜，用多元線性回歸分析方法，得出干擾系數(shù)回歸公式

12、和自航模試驗的特征參數(shù)回歸公式，基于這些公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)推定公式和特征參數(shù)推定公式。船舶運輸是現(xiàn)代運輸?shù)闹饕绞街唬澜绺鲊g主要是靠船舶進行貿(mào)易與經(jīng)營。船舶在經(jīng)過幾代的發(fā)展之后，噸位越來越大，特別是集裝箱船，目前正朝裝載上萬TEU(TwentyfootEquivalentUnit)方向發(fā)展，船舶的大型化與不斷增加的運輸量使船舶的操縱性越來越受到廣泛關(guān)注。 負責(zé)海事安全的國際海事組織(InternationalMaritimeOrganization，IMO)加強了對船舶操縱性的衡準工作。1993年，國際海事組織采取了A.751(18)決議作為船舶操縱性暫行標準。2002年

13、，操縱性委員會通過了MSC.137(76)船舶操縱性標準決議。船舶操縱性標準將應(yīng)用于滿載和平吃水，為了應(yīng)用這個標準，我們不得不檢驗船舶在滿載平吃水狀態(tài)的操縱性能。對于油船，海上試驗滿載狀態(tài)的操縱性還是比較容易的，但是，一般來說，干貨船等船只在壓載狀態(tài)下進行海試。所以有必要開展從壓載狀態(tài)推定滿載狀態(tài)的船舶操縱性能研究。除此以外，船舶在營運過程中，由于燃油、備品的消耗和貨物的裝卸，不可避免地出現(xiàn)壓載、半載、滿載甚至是超載和有尾部縱傾的裝載狀態(tài)，船舶吃水、縱傾的變化，會影響船舶的操縱特性，因此由某壓載狀態(tài)推定另一壓載狀態(tài)的船舶操縱性也是有必要的。通過操縱性推定研究，給船員提供不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性

14、資料，確保船舶的航行安全。 本文的操縱性推定研究是以不同裝載狀態(tài)船舶的自航模試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用正則化免疫遺傳算法反演干擾系數(shù)，根據(jù)干擾系數(shù)的壓載與滿載狀態(tài)的關(guān)系得到滿載的數(shù)值，或由該壓載反推另一壓載狀態(tài)干擾系數(shù)的數(shù)值，利用這些系數(shù)進行模擬計算來推定滿載狀態(tài)或另一壓載狀態(tài)的操縱性能。同時，借助多元線性回歸分析方法，得出干擾系數(shù)回歸公式和操縱性特征參數(shù)回歸公式，基于以上公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)推定公式和特征參數(shù)推定公式，也可以利用這些推定公式推定不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性能。具體來說，本文的主要研究工作可以歸納為以下幾個方面： (1)在查閱大量文獻的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地總結(jié)了當前本課題國內(nèi)外的研究

15、動態(tài)和成果，指出他們各自的優(yōu)缺點和適用范圍。通過分析，綜合船舶操縱性，數(shù)值分析，反問題的數(shù)值解法和控制理論等相關(guān)知識，決定采用正則化方法反演船舶操縱運動相互干擾系數(shù)，用結(jié)合免疫遺傳算法的正則化方法作為數(shù)值解法來建立船舶操縱運動灰箱模型。 (2)建立船舶操縱運動數(shù)學(xué)模型，給出模型中各參數(shù)的確定方法。分析影響船舶操縱運動的主要因素，通過結(jié)合操縱性運動機理分析、操縱運動敏感性分析確定了使船舶操縱運動敏感的干擾系數(shù)。 (3)制定約束模試驗方案，系統(tǒng)地開展了不同吃水和縱傾狀態(tài)下干擾系數(shù)測量試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船舶相互干擾系數(shù)的影響；制定自航模試驗方案，系統(tǒng)地開展了不同吃水和縱傾下回轉(zhuǎn)與Z形

16、操舵試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船舶操縱性的影響，同時，本文進一步分析了裝載狀態(tài)和船速對船舶操縱性的影響，仿真和試驗計算結(jié)果表明，吃水、縱傾和船速都是影響船舶操縱性的重要要素。 (4)采用正則化方法解決船舶操縱運動反問題，結(jié)合本課題內(nèi)容，研究所求反問題的求解難點和求解方法。研究正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，研究實現(xiàn)方法中的基本遺傳算法和免疫遺傳算法的優(yōu)點和缺陷，改進其中的不足；用免疫遺傳算法作為正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，并測試了該算法的性能。通過在模擬數(shù)據(jù)中加入不同噪聲強度，求解MMG數(shù)學(xué)模型中的反問題，驗證了正則化免疫遺傳算法具有個體多樣性、全局搜索性能強、收斂速度快和穩(wěn)定性好的優(yōu)點。正則

17、化免疫遺傳算法的提出，為船舶操縱運動反問題的求解提供了方法和思路。 (5)基于自航模試驗測量數(shù)據(jù)，利用正則化免疫遺傳算法反演不同裝載狀態(tài)的船舶相互干擾系數(shù)，并用約束模試驗、自航模試驗結(jié)果加以檢驗；繪制干擾系數(shù)在不同裝載狀態(tài)的相關(guān)性圖譜，用多元線性回歸分析方法，得出干擾系數(shù)回歸公式和自航模試驗的特征參數(shù)回歸公式，基于這些公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)推定公式和特征參數(shù)推定公式。船舶運輸是現(xiàn)代運輸?shù)闹饕绞街?，世界各國之間主要是靠船舶進行貿(mào)易與經(jīng)營。船舶在經(jīng)過幾代的發(fā)展之后，噸位越來越大，特別是集裝箱船，目前正朝裝載上萬TEU(TwentyfootEquivalentUnit)方向發(fā)展，船舶的

18、大型化與不斷增加的運輸量使船舶的操縱性越來越受到廣泛關(guān)注。 負責(zé)海事安全的國際海事組織(InternationalMaritimeOrganization，IMO)加強了對船舶操縱性的衡準工作。1993年，國際海事組織采取了A.751(18)決議作為船舶操縱性暫行標準。2002年，操縱性委員會通過了MSC.137(76)船舶操縱性標準決議。船舶操縱性標準將應(yīng)用于滿載和平吃水，為了應(yīng)用這個標準，我們不得不檢驗船舶在滿載平吃水狀態(tài)的操縱性能。對于油船，海上試驗滿載狀態(tài)的操縱性還是比較容易的，但是，一般來說，干貨船等船只在壓載狀態(tài)下進行海試。所以有必要開展從壓載狀態(tài)推定滿載狀態(tài)的船舶操縱性能研究。除

19、此以外，船舶在營運過程中，由于燃油、備品的消耗和貨物的裝卸，不可避免地出現(xiàn)壓載、半載、滿載甚至是超載和有尾部縱傾的裝載狀態(tài)，船舶吃水、縱傾的變化，會影響船舶的操縱特性，因此由某壓載狀態(tài)推定另一壓載狀態(tài)的船舶操縱性也是有必要的。通過操縱性推定研究，給船員提供不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性資料，確保船舶的航行安全。 本文的操縱性推定研究是以不同裝載狀態(tài)船舶的自航模試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用正則化免疫遺傳算法反演干擾系數(shù)，根據(jù)干擾系數(shù)的壓載與滿載狀態(tài)的關(guān)系得到滿載的數(shù)值，或由該壓載反推另一壓載狀態(tài)干擾系數(shù)的數(shù)值，利用這些系數(shù)進行模擬計算來推定滿載狀態(tài)或另一壓載狀態(tài)的操縱性能。同時，借助多元線性回歸分析方法，得出干

20、擾系數(shù)回歸公式和操縱性特征參數(shù)回歸公式，基于以上公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)推定公式和特征參數(shù)推定公式，也可以利用這些推定公式推定不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性能。具體來說，本文的主要研究工作可以歸納為以下幾個方面： (1)在查閱大量文獻的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地總結(jié)了當前本課題國內(nèi)外的研究動態(tài)和成果，指出他們各自的優(yōu)缺點和適用范圍。通過分析，綜合船舶操縱性，數(shù)值分析，反問題的數(shù)值解法和控制理論等相關(guān)知識，決定采用正則化方法反演船舶操縱運動相互干擾系數(shù)，用結(jié)合免疫遺傳算法的正則化方法作為數(shù)值解法來建立船舶操縱運動灰箱模型。 (2)建立船舶操縱運動數(shù)學(xué)模型，給出模型中各參數(shù)的確定方法。分析影響船舶操縱運動的

21、主要因素，通過結(jié)合操縱性運動機理分析、操縱運動敏感性分析確定了使船舶操縱運動敏感的干擾系數(shù)。 (3)制定約束模試驗方案，系統(tǒng)地開展了不同吃水和縱傾狀態(tài)下干擾系數(shù)測量試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船舶相互干擾系數(shù)的影響；制定自航模試驗方案，系統(tǒng)地開展了不同吃水和縱傾下回轉(zhuǎn)與Z形操舵試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船舶操縱性的影響，同時，本文進一步分析了裝載狀態(tài)和船速對船舶操縱性的影響，仿真和試驗計算結(jié)果表明，吃水、縱傾和船速都是影響船舶操縱性的重要要素。 (4)采用正則化方法解決船舶操縱運動反問題，結(jié)合本課題內(nèi)容，研究所求反問題的求解難點和求解方法。研究正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，研究實現(xiàn)方

22、法中的基本遺傳算法和免疫遺傳算法的優(yōu)點和缺陷，改進其中的不足；用免疫遺傳算法作為正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，并測試了該算法的性能。通過在模擬數(shù)據(jù)中加入不同噪聲強度，求解MMG數(shù)學(xué)模型中的反問題，驗證了正則化免疫遺傳算法具有個體多樣性、全局搜索性能強、收斂速度快和穩(wěn)定性好的優(yōu)點。正則化免疫遺傳算法的提出，為船舶操縱運動反問題的求解提供了方法和思路。 (5)基于自航模試驗測量數(shù)據(jù)，利用正則化免疫遺傳算法反演不同裝載狀態(tài)的船舶相互干擾系數(shù)，并用約束模試驗、自航模試驗結(jié)果加以檢驗；繪制干擾系數(shù)在不同裝載狀態(tài)的相關(guān)性圖譜，用多元線性回歸分析方法，得出干擾系數(shù)回歸公式和自航模試驗的特征參數(shù)回歸公式，基于這些

23、公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)推定公式和特征參數(shù)推定公式。船舶運輸是現(xiàn)代運輸?shù)闹饕绞街唬澜绺鲊g主要是靠船舶進行貿(mào)易與經(jīng)營。船舶在經(jīng)過幾代的發(fā)展之后，噸位越來越大，特別是集裝箱船，目前正朝裝載上萬TEU(TwentyfootEquivalentUnit)方向發(fā)展，船舶的大型化與不斷增加的運輸量使船舶的操縱性越來越受到廣泛關(guān)注。 負責(zé)海事安全的國際海事組織(InternationalMaritimeOrganization，IMO)加強了對船舶操縱性的衡準工作。1993年，國際海事組織采取了A.751(18)決議作為船舶操縱性暫行標準。2002年，操縱性委員會通過了MSC.137(76

24、)船舶操縱性標準決議。船舶操縱性標準將應(yīng)用于滿載和平吃水，為了應(yīng)用這個標準，我們不得不檢驗船舶在滿載平吃水狀態(tài)的操縱性能。對于油船，海上試驗滿載狀態(tài)的操縱性還是比較容易的，但是，一般來說，干貨船等船只在壓載狀態(tài)下進行海試。所以有必要開展從壓載狀態(tài)推定滿載狀態(tài)的船舶操縱性能研究。除此以外，船舶在營運過程中，由于燃油、備品的消耗和貨物的裝卸，不可避免地出現(xiàn)壓載、半載、滿載甚至是超載和有尾部縱傾的裝載狀態(tài)，船舶吃水、縱傾的變化，會影響船舶的操縱特性，因此由某壓載狀態(tài)推定另一壓載狀態(tài)的船舶操縱性也是有必要的。通過操縱性推定研究，給船員提供不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性資料，確保船舶的航行安全。 本文的操縱性

25、推定研究是以不同裝載狀態(tài)船舶的自航模試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用正則化免疫遺傳算法反演干擾系數(shù)，根據(jù)干擾系數(shù)的壓載與滿載狀態(tài)的關(guān)系得到滿載的數(shù)值，或由該壓載反推另一壓載狀態(tài)干擾系數(shù)的數(shù)值，利用這些系數(shù)進行模擬計算來推定滿載狀態(tài)或另一壓載狀態(tài)的操縱性能。同時，借助多元線性回歸分析方法，得出干擾系數(shù)回歸公式和操縱性特征參數(shù)回歸公式，基于以上公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)推定公式和特征參數(shù)推定公式，也可以利用這些推定公式推定不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性能。具體來說，本文的主要研究工作可以歸納為以下幾個方面： (1)在查閱大量文獻的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地總結(jié)了當前本課題國內(nèi)外的研究動態(tài)和成果，指出他們各自的優(yōu)缺點和適用范

26、圍。通過分析，綜合船舶操縱性，數(shù)值分析，反問題的數(shù)值解法和控制理論等相關(guān)知識，決定采用正則化方法反演船舶操縱運動相互干擾系數(shù)，用結(jié)合免疫遺傳算法的正則化方法作為數(shù)值解法來建立船舶操縱運動灰箱模型。 (2)建立船舶操縱運動數(shù)學(xué)模型，給出模型中各參數(shù)的確定方法。分析影響船舶操縱運動的主要因素，通過結(jié)合操縱性運動機理分析、操縱運動敏感性分析確定了使船舶操縱運動敏感的干擾系數(shù)。 (3)制定約束模試驗方案，系統(tǒng)地開展了不同吃水和縱傾狀態(tài)下干擾系數(shù)測量試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船舶相互干擾系數(shù)的影響；制定自航模試驗方案，系統(tǒng)地開展了不同吃水和縱傾下回轉(zhuǎn)與Z形操舵試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船

27、舶操縱性的影響，同時，本文進一步分析了裝載狀態(tài)和船速對船舶操縱性的影響，仿真和試驗計算結(jié)果表明，吃水、縱傾和船速都是影響船舶操縱性的重要要素。 (4)采用正則化方法解決船舶操縱運動反問題，結(jié)合本課題內(nèi)容，研究所求反問題的求解難點和求解方法。研究正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，研究實現(xiàn)方法中的基本遺傳算法和免疫遺傳算法的優(yōu)點和缺陷，改進其中的不足；用免疫遺傳算法作為正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，并測試了該算法的性能。通過在模擬數(shù)據(jù)中加入不同噪聲強度，求解MMG數(shù)學(xué)模型中的反問題，驗證了正則化免疫遺傳算法具有個體多樣性、全局搜索性能強、收斂速度快和穩(wěn)定性好的優(yōu)點。正則化免疫遺傳算法的提出，為船舶操縱運動反問

28、題的求解提供了方法和思路。 (5)基于自航模試驗測量數(shù)據(jù)，利用正則化免疫遺傳算法反演不同裝載狀態(tài)的船舶相互干擾系數(shù)，并用約束模試驗、自航模試驗結(jié)果加以檢驗；繪制干擾系數(shù)在不同裝載狀態(tài)的相關(guān)性圖譜，用多元線性回歸分析方法，得出干擾系數(shù)回歸公式和自航模試驗的特征參數(shù)回歸公式，基于這些公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)推定公式和特征參數(shù)推定公式。船舶運輸是現(xiàn)代運輸?shù)闹饕绞街?，世界各國之間主要是靠船舶進行貿(mào)易與經(jīng)營。船舶在經(jīng)過幾代的發(fā)展之后，噸位越來越大，特別是集裝箱船，目前正朝裝載上萬TEU(TwentyfootEquivalentUnit)方向發(fā)展，船舶的大型化與不斷增加的運輸量使船舶的操縱性越

29、來越受到廣泛關(guān)注。 負責(zé)海事安全的國際海事組織(InternationalMaritimeOrganization，IMO)加強了對船舶操縱性的衡準工作。1993年，國際海事組織采取了A.751(18)決議作為船舶操縱性暫行標準。2002年，操縱性委員會通過了MSC.137(76)船舶操縱性標準決議。船舶操縱性標準將應(yīng)用于滿載和平吃水，為了應(yīng)用這個標準，我們不得不檢驗船舶在滿載平吃水狀態(tài)的操縱性能。對于油船，海上試驗滿載狀態(tài)的操縱性還是比較容易的，但是，一般來說，干貨船等船只在壓載狀態(tài)下進行海試。所以有必要開展從壓載狀態(tài)推定滿載狀態(tài)的船舶操縱性能研究。除此以外，船舶在營運過程中，由于燃油、備品

30、的消耗和貨物的裝卸，不可避免地出現(xiàn)壓載、半載、滿載甚至是超載和有尾部縱傾的裝載狀態(tài)，船舶吃水、縱傾的變化，會影響船舶的操縱特性，因此由某壓載狀態(tài)推定另一壓載狀態(tài)的船舶操縱性也是有必要的。通過操縱性推定研究，給船員提供不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性資料，確保船舶的航行安全。 本文的操縱性推定研究是以不同裝載狀態(tài)船舶的自航模試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用正則化免疫遺傳算法反演干擾系數(shù)，根據(jù)干擾系數(shù)的壓載與滿載狀態(tài)的關(guān)系得到滿載的數(shù)值，或由該壓載反推另一壓載狀態(tài)干擾系數(shù)的數(shù)值，利用這些系數(shù)進行模擬計算來推定滿載狀態(tài)或另一壓載狀態(tài)的操縱性能。同時，借助多元線性回歸分析方法，得出干擾系數(shù)回歸公式和操縱性特征參數(shù)回歸公式，

31、基于以上公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)推定公式和特征參數(shù)推定公式，也可以利用這些推定公式推定不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性能。具體來說，本文的主要研究工作可以歸納為以下幾個方面： (1)在查閱大量文獻的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地總結(jié)了當前本課題國內(nèi)外的研究動態(tài)和成果，指出他們各自的優(yōu)缺點和適用范圍。通過分析，綜合船舶操縱性，數(shù)值分析，反問題的數(shù)值解法和控制理論等相關(guān)知識，決定采用正則化方法反演船舶操縱運動相互干擾系數(shù)，用結(jié)合免疫遺傳算法的正則化方法作為數(shù)值解法來建立船舶操縱運動灰箱模型。 (2)建立船舶操縱運動數(shù)學(xué)模型，給出模型中各參數(shù)的確定方法。分析影響船舶操縱運動的主要因素，通過結(jié)合操縱性運動機理分析、操

32、縱運動敏感性分析確定了使船舶操縱運動敏感的干擾系數(shù)。 (3)制定約束模試驗方案，系統(tǒng)地開展了不同吃水和縱傾狀態(tài)下干擾系數(shù)測量試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船舶相互干擾系數(shù)的影響；制定自航模試驗方案，系統(tǒng)地開展了不同吃水和縱傾下回轉(zhuǎn)與Z形操舵試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船舶操縱性的影響，同時，本文進一步分析了裝載狀態(tài)和船速對船舶操縱性的影響，仿真和試驗計算結(jié)果表明，吃水、縱傾和船速都是影響船舶操縱性的重要要素。 (4)采用正則化方法解決船舶操縱運動反問題，結(jié)合本課題內(nèi)容，研究所求反問題的求解難點和求解方法。研究正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，研究實現(xiàn)方法中的基本遺傳算法和免疫遺傳算法的優(yōu)點和

33、缺陷，改進其中的不足；用免疫遺傳算法作為正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，并測試了該算法的性能。通過在模擬數(shù)據(jù)中加入不同噪聲強度，求解MMG數(shù)學(xué)模型中的反問題，驗證了正則化免疫遺傳算法具有個體多樣性、全局搜索性能強、收斂速度快和穩(wěn)定性好的優(yōu)點。正則化免疫遺傳算法的提出，為船舶操縱運動反問題的求解提供了方法和思路。 (5)基于自航模試驗測量數(shù)據(jù)，利用正則化免疫遺傳算法反演不同裝載狀態(tài)的船舶相互干擾系數(shù)，并用約束模試驗、自航模試驗結(jié)果加以檢驗；繪制干擾系數(shù)在不同裝載狀態(tài)的相關(guān)性圖譜，用多元線性回歸分析方法，得出干擾系數(shù)回歸公式和自航模試驗的特征參數(shù)回歸公式，基于這些公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)推定公式

34、和特征參數(shù)推定公式。船舶運輸是現(xiàn)代運輸?shù)闹饕绞街?，世界各國之間主要是靠船舶進行貿(mào)易與經(jīng)營。船舶在經(jīng)過幾代的發(fā)展之后，噸位越來越大，特別是集裝箱船，目前正朝裝載上萬TEU(TwentyfootEquivalentUnit)方向發(fā)展，船舶的大型化與不斷增加的運輸量使船舶的操縱性越來越受到廣泛關(guān)注。 負責(zé)海事安全的國際海事組織(InternationalMaritimeOrganization，IMO)加強了對船舶操縱性的衡準工作。1993年，國際海事組織采取了A.751(18)決議作為船舶操縱性暫行標準。2002年，操縱性委員會通過了MSC.137(76)船舶操縱性標準決議。船舶操縱性標準將應(yīng)

35、用于滿載和平吃水，為了應(yīng)用這個標準，我們不得不檢驗船舶在滿載平吃水狀態(tài)的操縱性能。對于油船，海上試驗滿載狀態(tài)的操縱性還是比較容易的，但是，一般來說，干貨船等船只在壓載狀態(tài)下進行海試。所以有必要開展從壓載狀態(tài)推定滿載狀態(tài)的船舶操縱性能研究。除此以外，船舶在營運過程中，由于燃油、備品的消耗和貨物的裝卸，不可避免地出現(xiàn)壓載、半載、滿載甚至是超載和有尾部縱傾的裝載狀態(tài)，船舶吃水、縱傾的變化，會影響船舶的操縱特性，因此由某壓載狀態(tài)推定另一壓載狀態(tài)的船舶操縱性也是有必要的。通過操縱性推定研究，給船員提供不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性資料，確保船舶的航行安全。 本文的操縱性推定研究是以不同裝載狀態(tài)船舶的自航模試驗

36、數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用正則化免疫遺傳算法反演干擾系數(shù)，根據(jù)干擾系數(shù)的壓載與滿載狀態(tài)的關(guān)系得到滿載的數(shù)值，或由該壓載反推另一壓載狀態(tài)干擾系數(shù)的數(shù)值，利用這些系數(shù)進行模擬計算來推定滿載狀態(tài)或另一壓載狀態(tài)的操縱性能。同時，借助多元線性回歸分析方法，得出干擾系數(shù)回歸公式和操縱性特征參數(shù)回歸公式，基于以上公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)推定公式和特征參數(shù)推定公式，也可以利用這些推定公式推定不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性能。具體來說，本文的主要研究工作可以歸納為以下幾個方面： (1)在查閱大量文獻的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地總結(jié)了當前本課題國內(nèi)外的研究動態(tài)和成果，指出他們各自的優(yōu)缺點和適用范圍。通過分析，綜合船舶操縱性，數(shù)值分析，

37、反問題的數(shù)值解法和控制理論等相關(guān)知識，決定采用正則化方法反演船舶操縱運動相互干擾系數(shù)，用結(jié)合免疫遺傳算法的正則化方法作為數(shù)值解法來建立船舶操縱運動灰箱模型。 (2)建立船舶操縱運動數(shù)學(xué)模型，給出模型中各參數(shù)的確定方法。分析影響船舶操縱運動的主要因素，通過結(jié)合操縱性運動機理分析、操縱運動敏感性分析確定了使船舶操縱運動敏感的干擾系數(shù)。 (3)制定約束模試驗方案，系統(tǒng)地開展了不同吃水和縱傾狀態(tài)下干擾系數(shù)測量試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船舶相互干擾系數(shù)的影響；制定自航模試驗方案，系統(tǒng)地開展了不同吃水和縱傾下回轉(zhuǎn)與Z形操舵試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船舶操縱性的影響，同時，本文進一步分析了裝

38、載狀態(tài)和船速對船舶操縱性的影響，仿真和試驗計算結(jié)果表明，吃水、縱傾和船速都是影響船舶操縱性的重要要素。 (4)采用正則化方法解決船舶操縱運動反問題，結(jié)合本課題內(nèi)容，研究所求反問題的求解難點和求解方法。研究正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，研究實現(xiàn)方法中的基本遺傳算法和免疫遺傳算法的優(yōu)點和缺陷，改進其中的不足；用免疫遺傳算法作為正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，并測試了該算法的性能。通過在模擬數(shù)據(jù)中加入不同噪聲強度，求解MMG數(shù)學(xué)模型中的反問題，驗證了正則化免疫遺傳算法具有個體多樣性、全局搜索性能強、收斂速度快和穩(wěn)定性好的優(yōu)點。正則化免疫遺傳算法的提出，為船舶操縱運動反問題的求解提供了方法和思路。 (5)基于自

39、航模試驗測量數(shù)據(jù)，利用正則化免疫遺傳算法反演不同裝載狀態(tài)的船舶相互干擾系數(shù)，并用約束模試驗、自航模試驗結(jié)果加以檢驗；繪制干擾系數(shù)在不同裝載狀態(tài)的相關(guān)性圖譜，用多元線性回歸分析方法，得出干擾系數(shù)回歸公式和自航模試驗的特征參數(shù)回歸公式，基于這些公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)推定公式和特征參數(shù)推定公式。船舶運輸是現(xiàn)代運輸?shù)闹饕绞街?，世界各國之間主要是靠船舶進行貿(mào)易與經(jīng)營。船舶在經(jīng)過幾代的發(fā)展之后，噸位越來越大，特別是集裝箱船，目前正朝裝載上萬TEU(TwentyfootEquivalentUnit)方向發(fā)展，船舶的大型化與不斷增加的運輸量使船舶的操縱性越來越受到廣泛關(guān)注。 負責(zé)海事安全的國際海

40、事組織(InternationalMaritimeOrganization，IMO)加強了對船舶操縱性的衡準工作。1993年，國際海事組織采取了A.751(18)決議作為船舶操縱性暫行標準。2002年，操縱性委員會通過了MSC.137(76)船舶操縱性標準決議。船舶操縱性標準將應(yīng)用于滿載和平吃水，為了應(yīng)用這個標準，我們不得不檢驗船舶在滿載平吃水狀態(tài)的操縱性能。對于油船，海上試驗滿載狀態(tài)的操縱性還是比較容易的，但是，一般來說，干貨船等船只在壓載狀態(tài)下進行海試。所以有必要開展從壓載狀態(tài)推定滿載狀態(tài)的船舶操縱性能研究。除此以外，船舶在營運過程中，由于燃油、備品的消耗和貨物的裝卸，不可避免地出現(xiàn)壓載、

41、半載、滿載甚至是超載和有尾部縱傾的裝載狀態(tài)，船舶吃水、縱傾的變化，會影響船舶的操縱特性，因此由某壓載狀態(tài)推定另一壓載狀態(tài)的船舶操縱性也是有必要的。通過操縱性推定研究，給船員提供不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性資料，確保船舶的航行安全。 本文的操縱性推定研究是以不同裝載狀態(tài)船舶的自航模試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用正則化免疫遺傳算法反演干擾系數(shù)，根據(jù)干擾系數(shù)的壓載與滿載狀態(tài)的關(guān)系得到滿載的數(shù)值，或由該壓載反推另一壓載狀態(tài)干擾系數(shù)的數(shù)值，利用這些系數(shù)進行模擬計算來推定滿載狀態(tài)或另一壓載狀態(tài)的操縱性能。同時，借助多元線性回歸分析方法，得出干擾系數(shù)回歸公式和操縱性特征參數(shù)回歸公式，基于以上公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)

42、推定公式和特征參數(shù)推定公式，也可以利用這些推定公式推定不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性能。具體來說，本文的主要研究工作可以歸納為以下幾個方面： (1)在查閱大量文獻的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地總結(jié)了當前本課題國內(nèi)外的研究動態(tài)和成果，指出他們各自的優(yōu)缺點和適用范圍。通過分析，綜合船舶操縱性，數(shù)值分析，反問題的數(shù)值解法和控制理論等相關(guān)知識，決定采用正則化方法反演船舶操縱運動相互干擾系數(shù)，用結(jié)合免疫遺傳算法的正則化方法作為數(shù)值解法來建立船舶操縱運動灰箱模型。 (2)建立船舶操縱運動數(shù)學(xué)模型，給出模型中各參數(shù)的確定方法。分析影響船舶操縱運動的主要因素，通過結(jié)合操縱性運動機理分析、操縱運動敏感性分析確定了使船舶操縱運動敏感

43、的干擾系數(shù)。 (3)制定約束模試驗方案，系統(tǒng)地開展了不同吃水和縱傾狀態(tài)下干擾系數(shù)測量試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船舶相互干擾系數(shù)的影響；制定自航模試驗方案，系統(tǒng)地開展了不同吃水和縱傾下回轉(zhuǎn)與Z形操舵試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船舶操縱性的影響，同時，本文進一步分析了裝載狀態(tài)和船速對船舶操縱性的影響，仿真和試驗計算結(jié)果表明，吃水、縱傾和船速都是影響船舶操縱性的重要要素。 (4)采用正則化方法解決船舶操縱運動反問題，結(jié)合本課題內(nèi)容，研究所求反問題的求解難點和求解方法。研究正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，研究實現(xiàn)方法中的基本遺傳算法和免疫遺傳算法的優(yōu)點和缺陷，改進其中的不足；用免疫遺傳算法作為

44、正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，并測試了該算法的性能。通過在模擬數(shù)據(jù)中加入不同噪聲強度，求解MMG數(shù)學(xué)模型中的反問題，驗證了正則化免疫遺傳算法具有個體多樣性、全局搜索性能強、收斂速度快和穩(wěn)定性好的優(yōu)點。正則化免疫遺傳算法的提出，為船舶操縱運動反問題的求解提供了方法和思路。 (5)基于自航模試驗測量數(shù)據(jù)，利用正則化免疫遺傳算法反演不同裝載狀態(tài)的船舶相互干擾系數(shù)，并用約束模試驗、自航模試驗結(jié)果加以檢驗；繪制干擾系數(shù)在不同裝載狀態(tài)的相關(guān)性圖譜，用多元線性回歸分析方法，得出干擾系數(shù)回歸公式和自航模試驗的特征參數(shù)回歸公式，基于這些公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)推定公式和特征參數(shù)推定公式。船舶運輸是現(xiàn)代運輸?shù)?/p>

45、主要方式之一，世界各國之間主要是靠船舶進行貿(mào)易與經(jīng)營。船舶在經(jīng)過幾代的發(fā)展之后，噸位越來越大，特別是集裝箱船，目前正朝裝載上萬TEU(TwentyfootEquivalentUnit)方向發(fā)展，船舶的大型化與不斷增加的運輸量使船舶的操縱性越來越受到廣泛關(guān)注。 負責(zé)海事安全的國際海事組織(InternationalMaritimeOrganization，IMO)加強了對船舶操縱性的衡準工作。1993年，國際海事組織采取了A.751(18)決議作為船舶操縱性暫行標準。2002年，操縱性委員會通過了MSC.137(76)船舶操縱性標準決議。船舶操縱性標準將應(yīng)用于滿載和平吃水，為了應(yīng)用這個標準，我們

46、不得不檢驗船舶在滿載平吃水狀態(tài)的操縱性能。對于油船，海上試驗滿載狀態(tài)的操縱性還是比較容易的，但是，一般來說，干貨船等船只在壓載狀態(tài)下進行海試。所以有必要開展從壓載狀態(tài)推定滿載狀態(tài)的船舶操縱性能研究。除此以外，船舶在營運過程中，由于燃油、備品的消耗和貨物的裝卸，不可避免地出現(xiàn)壓載、半載、滿載甚至是超載和有尾部縱傾的裝載狀態(tài)，船舶吃水、縱傾的變化，會影響船舶的操縱特性，因此由某壓載狀態(tài)推定另一壓載狀態(tài)的船舶操縱性也是有必要的。通過操縱性推定研究，給船員提供不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性資料，確保船舶的航行安全。 本文的操縱性推定研究是以不同裝載狀態(tài)船舶的自航模試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用正則化免疫遺傳算法反演干擾

47、系數(shù)，根據(jù)干擾系數(shù)的壓載與滿載狀態(tài)的關(guān)系得到滿載的數(shù)值，或由該壓載反推另一壓載狀態(tài)干擾系數(shù)的數(shù)值，利用這些系數(shù)進行模擬計算來推定滿載狀態(tài)或另一壓載狀態(tài)的操縱性能。同時，借助多元線性回歸分析方法，得出干擾系數(shù)回歸公式和操縱性特征參數(shù)回歸公式，基于以上公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)推定公式和特征參數(shù)推定公式，也可以利用這些推定公式推定不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性能。具體來說，本文的主要研究工作可以歸納為以下幾個方面： (1)在查閱大量文獻的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地總結(jié)了當前本課題國內(nèi)外的研究動態(tài)和成果，指出他們各自的優(yōu)缺點和適用范圍。通過分析，綜合船舶操縱性，數(shù)值分析，反問題的數(shù)值解法和控制理論等相關(guān)知識，決

48、定采用正則化方法反演船舶操縱運動相互干擾系數(shù)，用結(jié)合免疫遺傳算法的正則化方法作為數(shù)值解法來建立船舶操縱運動灰箱模型。 (2)建立船舶操縱運動數(shù)學(xué)模型，給出模型中各參數(shù)的確定方法。分析影響船舶操縱運動的主要因素，通過結(jié)合操縱性運動機理分析、操縱運動敏感性分析確定了使船舶操縱運動敏感的干擾系數(shù)。 (3)制定約束模試驗方案，系統(tǒng)地開展了不同吃水和縱傾狀態(tài)下干擾系數(shù)測量試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船舶相互干擾系數(shù)的影響；制定自航模試驗方案，系統(tǒng)地開展了不同吃水和縱傾下回轉(zhuǎn)與Z形操舵試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船舶操縱性的影響，同時，本文進一步分析了裝載狀態(tài)和船速對船舶操縱性的影響，仿真和試

49、驗計算結(jié)果表明，吃水、縱傾和船速都是影響船舶操縱性的重要要素。 (4)采用正則化方法解決船舶操縱運動反問題，結(jié)合本課題內(nèi)容，研究所求反問題的求解難點和求解方法。研究正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，研究實現(xiàn)方法中的基本遺傳算法和免疫遺傳算法的優(yōu)點和缺陷，改進其中的不足；用免疫遺傳算法作為正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，并測試了該算法的性能。通過在模擬數(shù)據(jù)中加入不同噪聲強度，求解MMG數(shù)學(xué)模型中的反問題，驗證了正則化免疫遺傳算法具有個體多樣性、全局搜索性能強、收斂速度快和穩(wěn)定性好的優(yōu)點。正則化免疫遺傳算法的提出，為船舶操縱運動反問題的求解提供了方法和思路。 (5)基于自航模試驗測量數(shù)據(jù)，利用正則化免疫遺傳算法

50、反演不同裝載狀態(tài)的船舶相互干擾系數(shù)，并用約束模試驗、自航模試驗結(jié)果加以檢驗；繪制干擾系數(shù)在不同裝載狀態(tài)的相關(guān)性圖譜，用多元線性回歸分析方法，得出干擾系數(shù)回歸公式和自航模試驗的特征參數(shù)回歸公式，基于這些公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)推定公式和特征參數(shù)推定公式。船舶運輸是現(xiàn)代運輸?shù)闹饕绞街?，世界各國之間主要是靠船舶進行貿(mào)易與經(jīng)營。船舶在經(jīng)過幾代的發(fā)展之后，噸位越來越大，特別是集裝箱船，目前正朝裝載上萬TEU(TwentyfootEquivalentUnit)方向發(fā)展，船舶的大型化與不斷增加的運輸量使船舶的操縱性越來越受到廣泛關(guān)注。 負責(zé)海事安全的國際海事組織(InternationalMar

51、itimeOrganization，IMO)加強了對船舶操縱性的衡準工作。1993年，國際海事組織采取了A.751(18)決議作為船舶操縱性暫行標準。2002年，操縱性委員會通過了MSC.137(76)船舶操縱性標準決議。船舶操縱性標準將應(yīng)用于滿載和平吃水，為了應(yīng)用這個標準，我們不得不檢驗船舶在滿載平吃水狀態(tài)的操縱性能。對于油船，海上試驗滿載狀態(tài)的操縱性還是比較容易的，但是，一般來說，干貨船等船只在壓載狀態(tài)下進行海試。所以有必要開展從壓載狀態(tài)推定滿載狀態(tài)的船舶操縱性能研究。除此以外，船舶在營運過程中，由于燃油、備品的消耗和貨物的裝卸，不可避免地出現(xiàn)壓載、半載、滿載甚至是超載和有尾部縱傾的裝載狀

52、態(tài)，船舶吃水、縱傾的變化，會影響船舶的操縱特性，因此由某壓載狀態(tài)推定另一壓載狀態(tài)的船舶操縱性也是有必要的。通過操縱性推定研究，給船員提供不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性資料，確保船舶的航行安全。 本文的操縱性推定研究是以不同裝載狀態(tài)船舶的自航模試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用正則化免疫遺傳算法反演干擾系數(shù)，根據(jù)干擾系數(shù)的壓載與滿載狀態(tài)的關(guān)系得到滿載的數(shù)值，或由該壓載反推另一壓載狀態(tài)干擾系數(shù)的數(shù)值，利用這些系數(shù)進行模擬計算來推定滿載狀態(tài)或另一壓載狀態(tài)的操縱性能。同時，借助多元線性回歸分析方法，得出干擾系數(shù)回歸公式和操縱性特征參數(shù)回歸公式，基于以上公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)推定公式和特征參數(shù)推定公式，也可以利用這

53、些推定公式推定不同裝載狀態(tài)的船舶操縱性能。具體來說，本文的主要研究工作可以歸納為以下幾個方面： (1)在查閱大量文獻的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地總結(jié)了當前本課題國內(nèi)外的研究動態(tài)和成果，指出他們各自的優(yōu)缺點和適用范圍。通過分析，綜合船舶操縱性，數(shù)值分析，反問題的數(shù)值解法和控制理論等相關(guān)知識，決定采用正則化方法反演船舶操縱運動相互干擾系數(shù)，用結(jié)合免疫遺傳算法的正則化方法作為數(shù)值解法來建立船舶操縱運動灰箱模型。 (2)建立船舶操縱運動數(shù)學(xué)模型，給出模型中各參數(shù)的確定方法。分析影響船舶操縱運動的主要因素，通過結(jié)合操縱性運動機理分析、操縱運動敏感性分析確定了使船舶操縱運動敏感的干擾系數(shù)。 (3)制定約束模試驗方案，

54、系統(tǒng)地開展了不同吃水和縱傾狀態(tài)下干擾系數(shù)測量試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船舶相互干擾系數(shù)的影響；制定自航模試驗方案，系統(tǒng)地開展了不同吃水和縱傾下回轉(zhuǎn)與Z形操舵試驗，基于該試驗研究不同裝載狀態(tài)對船舶操縱性的影響，同時，本文進一步分析了裝載狀態(tài)和船速對船舶操縱性的影響，仿真和試驗計算結(jié)果表明，吃水、縱傾和船速都是影響船舶操縱性的重要要素。 (4)采用正則化方法解決船舶操縱運動反問題，結(jié)合本課題內(nèi)容，研究所求反問題的求解難點和求解方法。研究正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，研究實現(xiàn)方法中的基本遺傳算法和免疫遺傳算法的優(yōu)點和缺陷，改進其中的不足；用免疫遺傳算法作為正則化方法的數(shù)值實現(xiàn)方法，并測試了該算法

55、的性能。通過在模擬數(shù)據(jù)中加入不同噪聲強度，求解MMG數(shù)學(xué)模型中的反問題，驗證了正則化免疫遺傳算法具有個體多樣性、全局搜索性能強、收斂速度快和穩(wěn)定性好的優(yōu)點。正則化免疫遺傳算法的提出，為船舶操縱運動反問題的求解提供了方法和思路。 (5)基于自航模試驗測量數(shù)據(jù)，利用正則化免疫遺傳算法反演不同裝載狀態(tài)的船舶相互干擾系數(shù)，并用約束模試驗、自航模試驗結(jié)果加以檢驗；繪制干擾系數(shù)在不同裝載狀態(tài)的相關(guān)性圖譜，用多元線性回歸分析方法，得出干擾系數(shù)回歸公式和自航模試驗的特征參數(shù)回歸公式，基于這些公式，推出不同裝載狀態(tài)的干擾系數(shù)推定公式和特征參數(shù)推定公式。船舶運輸是現(xiàn)代運輸?shù)闹饕绞街?，世界各國之間主要是靠船舶進

56、行貿(mào)易與經(jīng)營。船舶在經(jīng)過幾代的發(fā)展之后，噸位越來越大，特別是集裝箱船，目前正朝裝載上萬TEU(TwentyfootEquivalentUnit)方向發(fā)展，船舶的大型化與不斷增加的運輸量使船舶的操縱性越來越受到廣泛關(guān)注。 負責(zé)海事安全的國際海事組織(InternationalMaritimeOrganization，IMO)加強了對船舶操縱性的衡準工作。1993年，國際海事組織采取了A.751(18)決議作為船舶操縱性暫行標準。2002年，操縱性委員會通過了MSC.137(76)船舶操縱性標準決議。船舶操縱性標準將應(yīng)用于滿載和平吃水，為了應(yīng)用這個標準，我們不得不檢驗船舶在滿載平吃水狀態(tài)的操縱性能。對于油船，海上試