岸桥操作模拟器运动平台洗出算法研究
集装箱码头岸桥调度优化模型及算法
集装箱码头岸桥调度优化模型及算法一、背景介绍集装箱码头是现代物流系统中的重要组成部分，其岸桥调度质量直接影响着码头的生产效率和经济效益。
传统的岸桥调度方法主要基于人工经验和规则，难以适应复杂多变的实际情况，因此需要利用现代优化算法来提高调度效率和准确性。
二、相关研究近年来，国内外学者对集装箱码头岸桥调度问题进行了广泛研究。
其中，基于遗传算法、模拟退火算法、禁忌搜索算法等优化算法的岸桥调度模型得到了广泛应用，并取得了较好的实验结果。
三、集装箱码头岸桥调度模型1. 岸桥任务分配模型该模型旨在将待处理的任务分配给可用的岸桥，以最大程度地满足各项约束条件。
可采用线性规划或整数规划等方法求解。
2. 岸桥作业时间安排模型该模型主要考虑如何合理安排每个岸桥的作业时间，以最小化总作业时间或最大化作业效率。
可采用贪心算法或动态规划等方法求解。
3. 岸桥路径规划模型该模型旨在确定每个岸桥的行驶路径以及最佳停靠点，以最小化运输时间和成本。
可采用模拟退火算法或遗传算法等方法求解。
四、岸桥调度优化算法1. 遗传算法遗传算法是一种基于自然选择和遗传机制的优化算法，其主要思想是通过随机生成初代种群，并利用交叉、变异等操作产生新的种群，最终得到适应度较高的优秀解。
该算法具有全局搜索能力强、收敛速度快等优点，在岸桥调度中得到了广泛应用。
2. 模拟退火算法模拟退火算法是一种基于物理学中固体物质结晶过程的启发式优化算法，其主要思想是通过随机扰动当前解，并以一定概率接受较差解，从而实现全局搜索。
该算法具有快速收敛、易于实现等特点，在岸桥调度中也得到了广泛应用。
3. 禁忌搜索算法禁忌搜索算法是一种基于邻域搜索和禁忌表机制的优化算法，其主要思想是通过定义邻域结构和禁忌表规则，避免陷入局部最优解。
该算法具有全局搜索能力强、易于实现等特点，在岸桥调度中也得到了广泛应用。
五、结论与展望集装箱码头岸桥调度优化模型及算法的研究是提高码头生产效率和经济效益的重要途径。
基于岸桥仿真训练器的评分办法的
2012.No13摘 要 本文主要探讨了如何用较简单的办法将复杂的岸桥仿真训练器的训练过程进行评分，使得发挥出该设备的利用价值，提高培训效果，为改进教学提供依据。
关键词 岸桥仿真训练器 评分 影响因素 权重南通航运职业技术学院自2006年开始与上海海事大学联合开发大屏幕集装箱仿真训练器，至2009年基本完成了开发并圆满获得了验收，经过几年的运行，系统运行稳定，达到了预期效果，获得了广泛的好评。
该训练器以计算机系统为核心、操纵联动台为基础，将虚拟现实技术和复杂系统仿真相结合，能逼真地模拟集装箱装卸桥工作时的场景和状况，是一种安全、高效、低能耗的仿真训练器，有着良好的发展前景。
大屏幕集装箱装卸桥仿真训练器的研制成功，将从根本上创新我国集装箱装卸桥操作人员的培训模式，对培养大批高素质、熟练的集装箱装卸桥操作人员，促进港口生产发展，提高经济效益，将发挥重要的作用。
但是，美中不足的是，尽管仿真效果很好，但是一直缺乏对学员有效的评分系统。
本文将着重就如何评分与读者探讨。
1 评分影响因素的划分在生产过程中，最重要的两项目标就是追求安全和高效。
所以，反映一名桥吊司机的驾驶水平最直接的衡量指标就是严格遵守操作规程保证安全无事故和较高的装卸效率。
为了体现这样的原则，在集装箱桥吊仿真训练器的评分系统中，设置操作质量、操作步骤、事故处理和教师印象四部分，见图1。
2 操作质量分操作质量评分主要是根据学员在装卸集装箱船时的装卸效率及其在操作过程中的碰撞情况进行评定。
另外，学员在操作过程中环境因素会影响其操作时的装卸效率及其操作过程中的碰撞情况。
综合考虑，建立如下所示的操作质量综合评判层次图，见图2。
基于岸桥仿真训练器的评分办法的探讨程小平（武汉理工大学机电学院，南通航运职业技术学院）则关于操作质量指标有：影响因素集合U=（U 1，U2，U 3）其中U 1：装卸效率因素；U 2：碰撞情况因素；U 3：环境因素。
而关于相关成绩的计算则可以参照南通航运职业技术学院教育质量管理体系文件中关于学生成绩的考核办法。
列车驾驶模拟器经典洗出算法的参数优化
控制 洗 出算 法 、协调 自适应 洗 出算法一 。其 中经典 洗 出算法 以形式 简单 、易 于调节 、执 行速度 快 、反 馈迅 速 等优 点 广 泛 应 用 于 实 际 的运 动模 拟 器设 计 中。 由于经典洗 出算 法 的参数在 模拟 器运 动计 算 过
程 中是 固定不变 的｜ ，故 而算 法 中参数 的选择 对 模 ｌ ２ ］
拟逼 真度将 起着 至关 重要 的作用 。 目前 应用 于列 车 驾驶模 拟 器经典 洗 出算 法 的参数 ［ ４ 是 直接 采 用 ３２ ＇多 汽车 、飞机 等驾驶 模 拟器 洗 出算 法 的参数 ｌ ６，因 ＿１ ５ ， 此 ，有必要 对列 车驾驶 模 拟器经 典洗 出算法 的参数
进行 优 化 ，以 降低 错 误 暗 示 ，提 高 模 拟 器 的逼 真 度。
（ 滚 、俯 仰 、偏航 ）通 道 组 成 ，具 体 包 括 平 移 高 横 通通 道 、平 移低通 通道 和旋 转 高通通 道 。 由于力 的
表示 可 以用加 速 度来衡 量 ，但 因为 重力 的存在 ，人 体对 加 速度 的感 觉 以 比力 的形式 表 现 ，即惯性 加速 度 与重 力加速 度矢 量之 差 。 因此 ，平 移通 道 的输 人 为 车体 下方 与模 拟 器 平 台 质 心 点 相 同 位 置 处 的 比
作者简介：王小亮 （９ Ｏ ） １８ ，男，安徽毫州人 ，博士研究生
第５ 期
列 车驾驶模 拟器经典洗 出算法 的参数优化
１３ ０
算 法原 理 简要 说 明如 下 ：在 平 移 高 通通 道 中 ， 为 了避 免运 动信 号低频 部 分产生 的位移使 平 台超 出 运 动 空间而 造成模 拟器 机 械损伤 ，设 置 了高通 滤 波
岸边集装箱桥式起重机仿真训练器吊具碰撞分析
关键词 ： 碰撞 ；吊具 ；集装箱 ； 着箱
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｃ ｖ ｒ ｅａ ｔａ ｏ ｉ ｏ ｅｗ ｅ ｐ ｅ ｄ ｒａ ｄ ｅ ｉａｉ ｌ ｎ ｔ ｉｉｇ ｓｍｕａｏ ｙｔｍ ，ｆｃ ｓｎ ｉ ｂ ｉ ｉ ｐ ｓ ｃ ： ｔ ｏ ｅ ｓ ｈ ｃｕ ｌｃ ｌ ｓ ｎ ｂ ｔ ｅ ｎ ｓ ｒ ａ ｅ ｎ ｏ ｔｉｅ ｉ ａｎｎ ｉ ｌｔｒｓ ｓ ｒ ｔ ｌｉ ｌ ｌ＂ ｒ ｅ ｏ ｕ ｉ Ｏｌ ｕ ｄｎ ｕ ｇ ｌｇ
惯性力 和风载荷 等作用 ，在整个装卸作业运动过程
中会发生摆动现象 ， 并且因操纵者的操作习惯 和熟 练程度不同 ，摆动亦不 同，因此吊具 的运动非 常复 杂， 碰撞分析 的难度 比较大。鉴于这种情况 ，首先 把碰撞前只沿一个坐标轴的运动并且只有一根钢丝 绳与吊具连接 的情况分析全面 ，而其他情况可根据 叠加原理来实现其吊具 的运动描述。下面针对 如下 几种情况进行分析。 （ ）小车 向前运动时吊具碰到集装箱 ，吊具和 １ 集装箱的接触 面积 ＞吊具大侧面面积 的 １２ ／ ，碰撞
数即可判断是否发生碰撞 ，根据碰撞点的信息就可 判断碰撞 的位置。碰撞线与面的碰撞检测采用基于
Ｖ ｍ ｏ区域 的方法。碰撞线设置 中关键 问题 是碰 ｏ ｎｉ 撞线数量和设置位置 ，要做到既满足碰撞检测的实
应 的运动微分方程 ， 求解出碰撞后 吊具或连吊具的 集装箱 的反应 ，使仿真系统运行继续下去。因此在 模拟碰撞时 ，应把碰撞后各种可能发生的吊具运动 形式全部考虑周全。而吊具具有 ３ 个方 向的旋转和 倾斜功能即具有 ６ 自由度 ，碰撞前可能 同时沿 ２ 个 个或 ３ 个坐标轴运动 ，与吊具连接的钢丝绳是 ４ 根 而不是 １ ，另外 ，吊具由柔性钢丝绳悬挂 ，由于 根
吊具 在 Ｏ ｘＹ 的坐 标 ０ 、ｚ０ ００００ 、Ｙ０ 。
岸桥操作模拟器运动平台洗出算法研究
04
基于经典控制理论的洗出算法研究
经典控制理论在洗出算法中的应用
01
传递函数模型
利用传递函数描述洗出算法的动 态特性，便于分析和设计控制器 。
02
03
频率响应分析
稳定性判据
通过频率响应分析，了解洗出算 法在不同频率下的性能表现，为 优化提供依据。
应用经典控制理论的稳定性判据 ，判断洗出算法的稳定性，确保 系统安全可靠。
01
根据岸桥操作模拟器的性能要求，建立洗出过程的优化目标函
数，如最小化能量消耗、最大化洗出效率等。
最优控制策略设计
02
应用最优控制理论，设计最优控制策略，实现洗出过程的优化
控制。
算法性能评估
03
通过仿真实验和实物验证，评估优化后洗出算法的性能指标，
如收敛速度、稳态误差、鲁棒性等。
06
基于智能控制理论的洗出算法研究
实验验证与结果分析
实验平台搭建及实验方案设计
实验平台搭建
构建岸桥操作模拟器运动平台，包括 硬件系统、控制系统和数据采集系统 。
实验方案设计
设计不同工况下的岸桥操作实验，包 括不同负载、不同速度和不同方向的 运动。
实验结果数据收集与处理
数据收集
通过数据采集系统收集实验过程中的各种数据，如位移、速度、加速度、力等 。
状态空间模型建立
根据岸桥操作模拟器的动态特性，建立状态空间模型 ，包括状态方程和输出方程。
洗出算法设计
基于状态空间模型，设计洗出算法，包括状态反馈控 制和输出反馈控制两种策略。
算法性能分析
通过仿真实验，分析洗出算法的性能指标，如收敛速 度、稳态误差等。
基于最优控制理论的洗出算法优化
优化目标函数建立
飞行模拟器洗出算法的优化研究
关键词
飞行模拟器
洗 出算 法
前庭模 型
倾斜协调
逼真度
中图法分类号
Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ９ ；
文献标 志码
Ａ
飞行 模拟 器作 为航 空 业 的重 要设 备 ， 其 经 济 和 安全 的 特点 ， 为科 研和 飞行 训练 创造 出 巨大 的效益 ， 在 航空 业发 达 的 国家 ， 达 到 了 零 飞行 时 间训 练 的程 度 。随着 中 国航 空 业 的发 展 ， 飞 行模 拟器 的地 位 日 渐突出， 然 而我 国飞行 模 拟 器 总 体 主要 表 现 为逼 真
响应 特性 。
１ 人 体 的感 知 机 理
１ ． １ 人体 感 觉模 型
人体 对 外部 运 动 的感 觉 可 分 为 三个 阶段 ： 信 息接 收 、 信息 处理 和决 策执 行 ， 人 体通 过 耳后部 的前 庭 器官 对外 部运 动 进 行 感 知 ， 耳 石 和半 规 管 分 别 感
Байду номын сангаас
出算法进行改进和探索。２ ０ １ ３年 ， 浙江大学罗竹辉 等人 Ｉ １ 在 对车辆 模 拟 器洗 出算 法 研究 中 ， 采 用 高 幅 值信号限幅缩放 、 低幅值信号模糊 自适应变换的处 理方法 ， 提 高 了平 台 的模 拟 精 度 。２ ０ １ ２年 ， 日本 法 政 大学 的 Ｓ ｈ ｏ ｈ ｅ ｉ Ａ ｒ ａ ｉ 等 人 对 飞 行模 拟 器 的 六 自 由度平 台采 用三 脚 架 并联 机 构 ， 在此 基 础 上 对 洗 出 算法进行改进 ， 取 得 了 良好 的模 拟效 果 。２ ０ １ ０年 ， Ｍ． Ｓ ． Ｋ Ｉ Ｍ 等人 在 车辆模 拟器 中采 用新 的倾 斜 协 调 通道 ， 算 法 中 只采 用 高 通 滤 波 器 ， 既 提 高 了逼 真 度， 又 减少 了算 法对 人体 的 负面影 响 。 现利 用 人 机 的交 互 作 用 ， 结 合人 体 前 庭 器 官感 觉模 型 ， 针对 影 响模 拟 器 逼 真度 的洗 出算 法 进 行 了 优化 ， 使 六 自由度 运 动 平 台 的实 际运 动 更 符 合 人体 感 官规 律 ， 最 大 限度地 提 高逼 真度 。
基于模糊控制的分段洗出算法
基于模糊控制的分段洗出算法作者：姚通甘屹孙福佳来源：《软件导刊》2020年第05期摘要：洗出算法優劣对汽车模拟器运动模拟逼真度具有重大影响。
针对经典洗出算法模拟逼真度不高以及滤波器参数固定的问题，提出一种优化方法。
运用人体主观相等点理论，对输入的加速度信号进行分段处理，同时将模糊控制理论应用到经典洗出算法中，实时确定加速度高通滤波通道、加速度低通通道与角速度高通滤波通道中滤波器的自然频率，最后在SIMULINK中对优化的洗出算法进行仿真与分析。
仿真结果显示，优化后的洗出算法相比经典洗出算法感知误差降低了68.4%，该结果表明优化后的洗出算法可以提高模拟逼真度。
关键词：汽车模拟器;洗出算法;主观相等点;模糊控制;SIMULINK仿真DOI：10. 11907/rjdk. 191820 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：中图分类号：TP312 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2020）005-0056-050 引言汽车模拟器是模拟驾驶的重要设备，其接收汽车加速度、角速度等信号，经过坐标变换、滤波及补偿等方法，将信号输入到六自由度运动平台，运动平台作出相应动作，令使用者获得身临其境的感受。
由于六自由度运动平台运动空间有限，接收的信号完成一次相应动作之后，运动平台需要以低于人类感知的动作回到平衡位置[1]，为下次运动作准备。
因此，汽车模拟器模拟的逼真与否将严重影响使用者体验。
为了给使用者提供更加真实的驾驶体验，需要采用洗出算法。
经典洗出算法具有结构简单、运算速度快及参数调节方便等特点，因而得到了广泛应用，但仍存在一定缺点。
为此，很多学者对其进行了改进。
如王辉、李儒周等[2]对经典洗出算法中加速度高通通道进行信号补偿，解决了速度信号丢失与相位误差暗示的问题;洪振宇等[3]提出一种适用于两转一移并联运动平台的洗出算法;罗竹辉等[4]对汽车模拟器的高幅值输入信号进行缩放处理，将低幅值输入信号乘上一个时变比例系数，以提高模拟逼真度;Asadi等[5]采用模糊控制对经典洗出算法中的3个通道进行补偿;Miunske等[6]采用新的倾斜协调通道，以减少算法对人体的负面影响。
飞行模拟器洗出算法的优化研究
飞行模拟器洗出算法的优化研究王辉;万毅;平凡【摘要】The low-frequency signals are processed as dynamic simulation in the tilt coordination of classical washout algorithm in the flight simulator and then received and felt by the vestibular system .The pilots make judg-ments by processing the signals through the brain .It’ s inevitable to give pilots error hint and dynamic errors .The parameters of tilt coordination by citing the model of vestibular were deslgned , the algorithm more ergonomic was made and fidelity was improved .The simulation model by using SIMULINK based on MATLAB was built and ama-lyzed, the simulation results had proved the feasibility and effective .%飞行模拟器通过经典洗出算法的倾斜协调通道对低频信号进行动感模拟处理，然后输出给人体前庭感觉系统，经过大脑处理做出行为判断，不可避免地给飞行员以错误暗示和动感误差。
通过引用人体前庭模型对倾斜协调通道参数进行设计，使算法更符合人体的感觉模型，从而达到提高飞行模拟器逼真度的目的。
同时基于MATLAB的SIMULINK模块搭建仿真模型，对优化后的洗出算法进行仿真分析，验证了优化洗出算法的可行性和有效性。
港口的岸桥操作如何自动化
港口的岸桥操作如何自动化在现代港口的繁忙运作中，岸桥操作的自动化正逐渐成为提升效率、保障安全和增强竞争力的关键因素。
岸桥，作为港口装卸货物的重要设备，其操作的自动化实现并非一蹴而就，而是涉及到众多技术的融合与创新。
首先，要实现岸桥操作的自动化，精准的定位与感知系统是基础。
这就如同给岸桥装上了“眼睛”和“耳朵”，让它能够清晰地“看”到周围的环境和准确地“听”到各种指令。
通过激光雷达、摄像头、传感器等设备，岸桥能够实时获取集装箱的位置、尺寸、重量等信息，以及船舶的姿态、靠泊情况等。
这些数据的准确获取为后续的自动化操作提供了有力的支持。
在控制技术方面，先进的自动化控制系统是核心。
这就像是岸桥的“大脑”，负责指挥和协调各个动作。
通过编程和算法，控制系统能够根据获取到的信息，精确地计算出岸桥的运动轨迹、速度和加速度，从而实现吊具的准确抓取、提升、移动和放置。
同时，控制系统还需要具备强大的容错能力和应急处理机制，以应对各种突发情况，确保操作的安全可靠。
机械结构的优化也是自动化的重要环节。
为了适应自动化操作的需求，岸桥的机械结构需要更加精密、稳定和耐用。
例如，采用高强度的材料来制造关键部件，提高其承载能力和使用寿命；优化传动系统，减少能量损耗和机械磨损；改进吊具的设计，使其能够更灵活、准确地抓取各种类型的集装箱。
软件系统的开发同样不可或缺。
这包括操作界面的设计、数据处理和分析软件、以及远程监控和诊断软件等。
操作界面要简洁直观，方便操作人员进行监控和干预；数据处理和分析软件能够对大量的运行数据进行挖掘和分析，为优化操作流程和维护策略提供依据；远程监控和诊断软件则可以让技术人员在远离现场的情况下，及时了解岸桥的运行状态，快速排除故障。
为了确保自动化岸桥的安全运行，严格的安全检测和防护措施是必不可少的。
这包括设置多重的安全保护装置，如防撞装置、过载保护装置、紧急制动系统等；制定完善的安全操作规程和应急预案，加强人员的安全培训；定期对设备进行维护和检测，及时发现和消除潜在的安全隐患。
《基于遗传算法的集装箱码头泊位和岸桥分配问题的研究》范文
《基于遗传算法的集装箱码头泊位和岸桥分配问题的研究》篇一一、引言随着全球贸易的日益增长，集装箱码头作为货物运输的关键节点，其运营效率对物流成本和时间具有重要影响。
泊位和岸桥的分配问题作为集装箱码头运营的核心问题之一，其优化对提高码头作业效率和减少成本具有重要意义。
本文将针对基于遗传算法的集装箱码头泊位和岸桥分配问题进行研究，旨在为解决该问题提供新的思路和方法。
二、问题描述集装箱码头的泊位和岸桥分配问题是一个典型的组合优化问题。
该问题涉及到多个集装箱船只的靠泊、装卸作业以及岸桥的调度等复杂因素。
在有限的泊位和岸桥资源下，如何合理安排船只的靠泊位置和岸桥的分配，以实现作业效率的最大化和成本的最低化，是该问题的核心目标。
三、遗传算法原理遗传算法是一种模拟自然进化过程的优化算法，通过模拟生物进化中的选择、交叉和变异等过程，在搜索空间中寻找最优解。
在泊位和岸桥分配问题中，遗传算法可以将问题转化为一种染色体编码的形式，通过不断迭代和优化，得到最优的泊位和岸桥分配方案。
四、基于遗传算法的泊位和岸桥分配模型（一）染色体编码在遗传算法中，首先需要将实际问题转化为染色体编码的形式。
对于泊位和岸桥分配问题，可以采用整数编码的方式，将每个时间段的泊位和岸桥分配情况表示为一个染色体。
每个基因表示一个决策变量，即某个时间点某个泊位上某台岸桥的分配情况。
（二）适应度函数设计适应度函数是评价染色体优劣的指标，对于泊位和岸桥分配问题，可以采用总作业时间、作业成本等指标来设计适应度函数。
适应度函数应能够反映染色体代表的泊位和岸桥分配方案在实际应用中的效果。
（三）遗传操作遗传操作包括选择、交叉和变异等过程。
在选择过程中，根据适应度函数的评价结果，选择出较优的染色体进入下一代。
在交叉过程中，随机选择两个染色体进行交叉操作，生成新的染色体。
在变异过程中，对染色体进行随机变异，以增加种群的多样性。
通过不断迭代和优化，得到最优的泊位和岸桥分配方案。
Stewart平台车辆模拟器洗出算法研究
Stewart平台车辆模拟器洗出算法研究
六自由度Stewart平台运动范围有限，不可能完全再现真实车辆的运动状态，所以需要研究洗出算法。
洗出算法将真实车辆实际运动变换成使人有相似感受并且模拟器可实现的信号。
模拟器动感逼真度，与洗出算法设计关系密切。
本文针对Stewart平台进行洗出算法的设计研究及仿真实验。
首先对经典洗出算法设计原理进行阐述，并根据车辆模拟器特殊性选择合适的参数和滤波器阶数，建立经典洗出算法的模型并进行了仿真。
仿真结果表明，经典洗出算法基本满足车辆模拟器运动限制且动感感觉变化趋势与真实车辆相似。
由于其参数固定，是为了满足极限情况而设定的，对运动范围的利用率小，不能很好的跟随实际车辆的运动状态。
为进一步提高动感逼真度，设计基于模型预测控制法的洗出算法，将真实车和模拟器间的动感误差作为目标函数，利用最优控制理论使目标函数最小得到洗出算法。
设计基于模型预测控制的洗出算法并与六自由度平台的模型进行了仿真，结果表明，该洗出算法显著提高模拟器的动感逼真度。
最后基于RT-LAB建立了六自由度平台的实时仿真环境，把洗出算法转化为C代码并编译下载到RT-LAB工控机中，通过实时仿真实验完成了对洗出算法的进一步比较评价。
面向失控改出训练的模型预测洗出算法设计
·８６·
测控技术
２０２０ 年第３９ 卷第４ 期
计算机与控制系统 面向失控源自出训练的模型预测洗出算法设计张泽生，吴东苏
（南京航空航天大学民航学院，江苏南京 ２１１１０６）
摘要：近年来飞机失控已成为飞行事故主要原因，飞行模拟器需要具备失控预防和改出训练功能，因此
对洗出算法提出了更高的要求。利用模型预测控制理论对约束处理的优势，结合人体前庭感知模型，建
出算法中，采用ＭＰＣ 理论，更易于在优化中加入平台 运动空间的约束条件，可更充分地利用平台的工作空 间，进一步提高仿真逼真度，在参数调节上也更为直 观、简便。
１． １ 模型预测控制 模型预测控制器主要包含预测模型、滚动优化、反
馈校正３ 个关键步骤。预测模型是模型控制的基础， 功能主要是根据系统的历史信息和未来输入，预测系
立了基于模型预测控制的洗出算法，采用失速改出这一典型飞机失控情况进行仿真实验，并与经典洗出
算法进行了比较，结果表明，模型预测控制洗出算法在约束范围内，提高了仿真逼真度，并具有较好的调
整灵活性，对飞行模拟器失控改出训练具有一定应用价值。
关键词：飞行模拟器；洗出算法；失控改出训练；模型预测控制
运动模拟器体感算法研究
第一章绪论
第一章绪论
１．１研究背景
模拟器是一种重要的驾驶运动仿真设备，目前主要有两种结构：一种是完全采用 视景系统来实现运动模拟，由运动视景系统产生场景变化，实现运动模拟功能；另一 种是采用运动平台加视景系统来实现，运动平台可施加加速度和力给驾乘人员，与视 景系统相匹配，实现动感模拟功能。
人体感觉器官对速度的感觉不敏感，对加速度的感觉灵敏，仅凭借视景的变化即 可很好地实现速度模拟，但无法实现加速度的模拟仿真，使得仅靠实景变换进行仿真 的模拟真实性大大降低。基于此原因，出现了基于运动平台的运动仿真模拟器。由于 它可施加加速度给驾乘人员，获得更加真实的运动临场感，得到了广泛应用１１４Ｊ。基于 运动平台的驾驶运动模拟器已经有３０多年的历史，在多种运输工具的驾驶模拟训练 及性能测试中得到应用。在过去的３０多年里驾驶模拟器取得了多方面的发展，仿真 逼真度和真实性得到很多提高。这主要得益于数字硬件性能的大幅提高，例如，视景 显示更加真实和平滑，运动控制精度更高。机械硬件性能也得到提高，如使用静压缸 和高度发展的协作式运动基础，产生了在有效频率范围内性能极优的运动系统。在整 个驾驶过程中的模拟器模型精度已经比较很高了，可以在合理的成本下实现相对复杂 的实时仿真。
Ｅｘｅｒｃｉｓｅｄ ｏｎ ｖｅｈｉｃｌｅ ｓｉｍｕｌａｔｏｒ ｉｓ ａ ｃｏｓｔｌｅｓｓ ｃｈｏｉｃｅ．Ｔｈｅ ｐＩｌＩｐｏｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｓ ｔｏ
ｓｔｕｄｙ锄ｄ ｄｅｓｉｇｎ ｔ１１ｅ ｍｏｔｉｏｎ ｃｕｅｉＩｌｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．１１ｌｃ ｒｃｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｕｓｅｄ ａｓ ｂａｓｉｓ
ｖａｌｖｅ ａｒｃ ｓｔｌ】ｍｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｎ ｔ１１ａｔ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｍｌａＩｌｃｅ Ｏｆ ａＳｙｍｍｅｔｒｉｃ ｓｅｒｖｏ ｖａｌｖｅ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｓｙｍｍｅ仃ｉｃ ｓｅｒｖｏ ｖａｌｖｅ．Ｔｈｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｃｏｎｔｍｌ ｔｏ ｓｉｘ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｅｒｖｏ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｓ ａｌｓｏ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｔｈｅ Ｓｔｅｗａｒｔ ｐｌａｔｆ０Ｈｎ ｃａｎ ｍｏＶｅ ｓｍｏｏｔｈｌｙ，ａｎｄ ｍｅ
带作业范围约束的岸桥调度模型及其算法设计
带作业范围约束的岸桥调度模型及其算法设计范志强【期刊名称】《计算机工程与应用》【年(卷),期】2015(000)017【摘要】Because of the restrictions of cable pit location and cable length, quay crane can only move along the quayside within a certain range. Considering this practical characteristic, non-crossing and safety constraints, a new mixed integer programming model for quay crane scheduling with operation range constraints is established, which can minimize makes-pan of loading/unloading tasks. Because it is NP-hard in nature, a hybrid simulated annealing algorithm is designed to obtain the near optimal solutions. A heuristics algorithm is developed to find a good initial solution. A mutation operator from GA is proposed to obtain a suitable neighborhood solution which can provide a higher degree of solution diversification. The tabu list concept from the tabu search is adopted and embedded in the framework of the SA algorithm to prevent cycling. Computational experimental results show that the model is effective. The computational time and optimal solu-tion of hybrid SA are superior to simple SA and TS. And the solving efficiency of hybrid SA is better than LINGO soft-ware when the instances become larger.%受电缆线坑位置与缆线长度的限制，岸桥作业只能在一定的横向移动范围之内。
岸桥的PLC控制系统的分析与应用
绪论随着我国经济的快速发展，对外贸易的不断扩大，港口行业的快速发展也称为必然的趋势。
在各个港口、码头快速建设的同时，一大批的港口设备也被建造出来，包括岸桥、场桥、门机、轨道吊、卸船机等，这些设备能否高效稳定的工作，关系到港口业务的发展。
现在的港口设备除了大型的钢铁机械结构外，最主要的就是其电控系统，如今港口设备都是普遍采用PLC-变频器控制，使设备的智能化水平得到提高，而且控制精度更加高。
为保证电控系统能在工作中可靠，就需要专业的人员在设备出厂时进行认真的调试，而安川的电控系统也不例外。
要了解PLC控制系统在岸桥上的应用，首先要了解岸桥的基本机构，并了解这些机构是如何工作和相互关联的，这就是所谓的了解工况。
只有了解活楚工况才可以在调试、应用、故障维修、技术改造等工作中得心应手，这才可以谈PLC对这所有机构的控制。
但是工况是复杂的，尤其是岸桥的，所以很难在短时间内掌握一切，这还需要在实际操作中多学习，多观察。
因为岸桥结构随大同，但根据客户要求，工况也会有不同小，下面我就以天津港某集装箱码头的岸桥（单起升）为例，从硬件上对一些基本的结构和工况做一介绍。
第一章岸桥基本结构简单介绍1.1岸桥的四大机构1）起升机构（HOIST ）:在安川系统的岸桥电控系统中，一般起升一1和大车一1共用一套IGBT的变频器，起升一2和大车一2共用一套变频器。
有时会在接触器柜里看到有两个接触器，这两个接触器并不是用来控制电机的正反转的，而是一个接触器容容量太小，乂并上一个用来增大容量的，电机的正反转是由变频器控制的，而接触器的吸合及变频器做出指令，都是由MASTER PLC来控制的。
起升机构由两台IPM 电机驱动，两台电机通过减速箱带动两个钢丝绳卷筒转动，通过盘绕钢丝绳达到起升目的。
每台电机配有冷却风机和制动器，制动器限位是机械式，限位总用是制动器动作后把信号送给PLC。
钢丝绳卷筒侧还有两个液压驱动的夹轮器，夹轮器限位是电磁式，其作用是在制动状态下夹紧卷筒，使吊具固定在某个位置，也可以在紧急情况下发挥制动器的作用。
基于Vortex的6自由度平台洗出运动仿真
基于Vortex的6自由度平台洗出运动仿真魏春雨;周晓军;魏燕定;唐昉【期刊名称】《浙江大学学报（工学版）》【年(卷),期】2012(046)008【摘要】为了研究并联6自由度平台在车辆驾驶过程中的洗出运动,实现车辆动力学模型和6自由度运动平台模型的联合仿真,提出一种利用Vortex多体动力学软件对6自由度平台进行建模,复现车辆模型运动过程的仿真方法.平台液压油缸初始位姿采用解析法进行确定,在Matlab/Simulink中实现运动平台的洗出滤波算法和运动学反解算法,利用转弯和直线2种典型运动进行仿真验证.在给定路面上进行虚拟驾驶,Vortex车辆动力学模型解算结果使车辆产生相应的连续运动状态,相关动力学参数经过洗出滤波算法、平台运动学反解运算得到各油缸伸长量,驱动Vortex软件中建立的6自由度运动平台模型.结果表明,利用Vortex软件可以将车辆动力学模型和并联6自由度平台模型进行联合仿真,实现平台洗出运动的可视化.【总页数】7页(P1390-1396)【作者】魏春雨;周晓军;魏燕定;唐昉【作者单位】浙江大学机械工程学系,浙江杭州310027;浙江大学机械工程学系,浙江杭州310027;浙江大学机械工程学系,浙江杭州310027;浙江大学机械工程学系,浙江杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TH137;TP391.9【相关文献】1.六自由度平台车辆运动模拟器变输入洗出算法 [J], 罗竹辉;魏燕定;周晓军;魏春雨2.基于UG的六自由度平台机构运动仿真 [J], 苏力刚;韩寿松;刘相波3.三自由度模拟运动平台洗出算法研究 [J], 洪振宇;杨勇;张亚伟;许致华;张志旭4.基于 SolidWorks Motion 的六自由度平台运动仿真 [J], 张铭;贺乃宝;宋伟5.基于SolidWorks的六自由度液压平台运动仿真 [J], 杨达毅;陈丽敏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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岸桥操作模拟器运动平台洗出算法研究
摘要：岸桥运行速度的提高对岸边集装箱起重机操作模拟器中的关键——动感模拟系统提出了新的更高要求，针对岸边集装箱起重机仿真模拟器运动系统，提出了设计岸桥操作模拟器体感模拟算法的实现方法。
在该实现方法中，考虑洗出位置对模拟逼真度的影响，从而求出最优的洗出位置；并在满足运动平台快速回位性能以及低于人体运动感觉阀值的要求下，优化了操作模拟器体感模拟算法固定参数，以改善系统性能，提高模拟逼真度。
并应用MATLAB建立了仿真模型。
在此模型的基础上，通过运用一组实际运动数据对该算法进行仿真计算及分析，结果证明了该算法为一种有效的方法。
关键词：操作模拟器；三自由度；体感模拟算法；运动平台
引言
采用有限的操作模拟器运动系统的空间复现岸桥驾驶员在真实作业时的运动感觉，设计合适的洗出算法的使仿真得到的运动平台的运动参数与实际运动进行对接，以确保建成后的模拟器完成一次随机运动后可以缓慢回中，从而有足够的空间用于下一个动作，返回过程中不得使驾驶员感觉到移动。
洗出运动要求低于人体感知阈值，使得在有限的运动空间实现无限空间运动感觉的目的[1]。
所以，对实际操作室模拟的逼真程度取决于三自由度运动系统性能的好差。
1.体感模拟算法参数确定
本文运用的经典洗出算法的仿真效果是通过人体感知评价方法来衡量的，操作模拟器的驾驶员位于前庭中心的比力值是操作模拟器人体感知系统输入，比力是通过质心变换由最优洗出位置的加速度得到的，再将结果经过建立好的半规管及耳石模型后求出操作模拟器的驾驶员的运动感觉[2]；相应地，实际的比力输入与求得的人体运动感觉也对应计算出，前者比力值是实际人体感知系统输入，比力是通过质心变换由最优洗出位置的加速度得到的，再将结果经过建立好的半规管及耳石模型后求出实际的驾驶员的运动感觉[3]，但在经典洗出算法的设计中，人体高低频率的运动感觉是由运动信号分别通过高低通通道得到，实际操作过程中，人对运动的感觉是整体的，所以操作模拟器驾驶员的整体运动感分别是由高低频运动感觉相加后得出的，并将得出的数据与实际的人体感知系统数据作比较，确定耳石模型参数如表1-1所示[4]。
表1-1耳石模型参数
耳石模型参数纵向横向垂向
3.45 3.45 3.45
1.25 1.25 1.25
10.2 10.2 10.2
0.2 0.2 0.2
0.25 0.25 0.30
2.洗出算法滤波器的设计
考虑到岸桥大车、小车的情况以及模拟器的结构，一般只采用三阶或者两阶。
为各滤波器的自然频率，为滤波器的阻尼比，这些参数的选择对模拟器模拟效果也会有影响，需要通过不断的仿真，确定最佳的参数。
因为运动平台运动范围有限，没有办法模拟长时间的持续加速。
为了复现小车的持续动感，体感模拟算法利用重力向量在模拟器坐标下横轴和纵轴的分量来实现的。
首先将比力f通过低通加速度通道，高频部分信号从而被过滤，保留有效的低频部分，该低频部分要求不能出现会造成大动作误位移操作的信号[5]。
为了不让人察觉到旋转，所以要保证角速度不超过驾驶员的感觉阀值以内，即：
本文研究的运动平台的运动主要为两个方向，所以运动的仿真也需分两个方向单独考虑，最终确定最适合的参数如表2-1所示[6]。
表2-1 滤波器参数选择
滤波器
平移高通滤波器 2.5 0.2 1
平移低通滤波器 5.0 0 1
3.洗出算法仿真结果分析与评估
按照第三章构建的仿真模型以及选择好的参数，利用MATLAB中的simulink 模块进行仿真，根据信号调理的需要，低通滤波器一般都是采用两阶低通滤波器。
现有的运动平台，旨在验证一种参数优化算法。
三个正交的加速度计安装在运动平台的上表面上，以测量提供的加速运动平台。
经计算得到的洗出滤波器参数保证了复杂微小的加速度值或高频信号的呈现。
然而对于平台的大值的加速度信号，由于空间限制运动的低频运动，本算法可以用于运动平台的移动的最大量[7]。
图3-1 电动缸位移
由于电动缸传输过程中，线性制动器杆被分成若干补偿的平均时间间隔，它是由PLC控制电动缸的执行返回到零点，电动缸出杆的零坐标是坐标零点。
从
电动缸的初始位置调整至最大位置，从而使误差减少[8]。
根据实验结果图3-1所示，洗出过程中每一个电动缸的伸长量没有超过其运动的最大范围，并且这三个制动器是不允许接近电动缸做功冲程的最大行程，如果调整洗出算法参数来增加低频再现能力的加速度信号会导致液压缸行程超限，这是行不通的。
小车方向的最大位移约为0.6米，波动值主要分布在加速和减速阶段的过程中，这些线会聚在某一点。
大车方向的最大位移约为0.3米，并不超过电动缸行程，所以它满足平台的要求。
倾斜协调曲线趋于温和，可有效描述运动平台的工作状态。
因此本文确定的洗出算法参数可以充分利用有限的运动平台空间为驾驶者提供了真实岸桥操作室的运动感受。
4.结束语
本论文以岸边集装器起重机操作模拟器为研究对象，对体感模拟系统的开发与优化提出实际的依据，虽以岸桥为原型，但对同类操控设备的操作模拟器的研究也具有参考意义，为今后对更高的模拟逼真度要求的模拟器的开发打下了基础，但由于经典洗出算法本身的局限性，如倾斜协调优化不足，整体的人体体感需由高低通通道进行叠加，该叠加过程并非代数求和，涉及参数需进一步优化等仍须改善，但其便于控制的优势使得设计相对简单。
运动平台的具体参数的设计需要进行多目标的联合优化，从而确定更加符合要求的参数范围，本文研究的操作模拟器已通过仿真进行了验证，但还未应用到实际的操作模拟器上，故还需在实际的运动平台上检验算法的有效性。
参考文献
[1]延皓，李洪人，姜洪洲.六自由度运动模拟器的动感模拟算法研究[J].机械工程师，2003，（11）：25-28.
[2]董彦良，许彩霞，唐建林.6自由度平台的Washout滤波器设计及试验研究[J].机械工程学报，2003，11（1）：53-58.
[3]王小亮，李立，张卫华.洗出位置对列车操作模拟器逼真度的影响研究[J].机械与电子，2007（4）：21-24.
[4]王小亮.高速列车操作模拟器动感模拟系统研究[D].成都：西南交通大学，2009.9.
[5]蔡志刚.集装箱装卸桥仿真系统[J].计算机辅助工程，2007，16（2）：62-64.
[6]李绍安.某型战机飞行模拟器三自由度运动平台的研制[D].武汉：华中科技大学，2005.
[7]韩蕾，王立文.洗出滤波算法在飞行模拟器中的应用[J].中国民航学院学报，2003，21（4）：24-28.
[8]胡民春.六自由度列车驾驶运动平台研究[D].成都：西南交通人学牵引动力国家重点实验室，2005：57-63.。