耙吸挖泥船疏浚性能在線優(yōu)化控制策略研究.pdf

1、近年來，我國的疏浚產(chǎn)業(yè)已取得蓬勃發(fā)展。其業(yè)務領(lǐng)域已由單純的港口航道浚深拓寬不斷向相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域延伸，如：圍海圍灘造地、海洋海岸工程建設(shè)、水利與防洪項目、環(huán)境保護改善、人工島建設(shè)等。面臨廣闊的疏浚市場，我國的疏浚裝備數(shù)量也成倍增長，但目前疏浚裝備效率不高是制約疏浚能力進一步提升的關(guān)鍵因素，因此提升挖泥船疏浚效率，實現(xiàn)挖泥船高效疏浚、智能疏浚是當下研究的重要課題。
　　本文以耙吸挖泥船為研究對象，開展耙吸挖泥船疏浚機理研究，對疏浚過程

2、進行動態(tài)建模，并利用實船數(shù)據(jù)對模型進行驗證與校準，然后運用遺傳算法與模式搜索等算法對模型參數(shù)進行估計，同時研究了粒子濾波算法在疏浚性能優(yōu)化中的具體應用。最后提出綠色船舶與綠色疏浚的相關(guān)概念，并針對能耗最優(yōu)這一目標進行相關(guān)研究，提出最佳控制策略。具體工作如下：
　　首先，本文對耙頭挖掘過程機理進行了充分分析，建立了耙頭吸入流量的數(shù)學模型和耙頭吸入密度的黑箱模型。同時通過粒子濾波算法建立預測模型來預測耙頭吸入密度，并且使用實測數(shù)據(jù)驗證

3、了預測模型的準確性。
　　其次，對裝艙過程進行了深入分析，介紹了三種模型來描述沉積過程，并使用實測數(shù)據(jù)對三種模型的準確度進行了驗證，比較選出效果最優(yōu)的模型。運用遺傳算法和模式搜索對模型中與土壤相關(guān)的參數(shù)進行估算，估算結(jié)果利用裝艙質(zhì)量進行驗證。與此同時，針對沉積過程運用粒子濾波算法得出溢流量和溢流密度的估算值。
　　最后，從“綠色船舶”的理念出發(fā)，給出最佳疏浚停止時間的確定方案。本文中給出了三種方案，其中重點考慮第三種，以工作