基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的船舶橫搖運動預(yù)報研究.pdf

1、船舶在海浪中會產(chǎn)生六自由度搖蕩的復(fù)雜運動，具有很強的隨機性和非線性，因此船舶搖蕩運動預(yù)報對于船舶航行有著重要的意義。目前由于對海浪中船舶搖蕩運動的機理認(rèn)識不清，故實船搖蕩的時域預(yù)報仍限于10秒之內(nèi)，制約了其應(yīng)用。本論文立足于艦船的橫搖運動預(yù)報，通過發(fā)掘橫搖運動中所蘊含的非線性動力學(xué)特性，證實其可預(yù)報性及混沌特性，以期有效提高預(yù)報精度和增加預(yù)報時長，使之能用于船舶航海實踐。主要完成的工作有：
　　 1.分析船舶橫搖運動時間序列的可

2、預(yù)報性及混沌特性。建立了基于相空間重構(gòu)理論的前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)報模型，使網(wǎng)絡(luò)本身融入了混沌的確定性規(guī)則，提高了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于船舶橫搖運動時間序列預(yù)報的效果。將混沌增加到網(wǎng)絡(luò)中，除了上述方法外還可以選用混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來映射船舶橫搖時間序列所蘊含的混沌特性，進行預(yù)報，本文針對一種混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化修正后將其用于船舶橫搖預(yù)報。但與基于相空問重構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)報相比，該網(wǎng)絡(luò)預(yù)報精度低，而且目前對于混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究尚不成熟，實現(xiàn)起來比較

3、困難，而基于相空間重構(gòu)的預(yù)報方法簡單可行。
　　 2.在對角遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的基礎(chǔ)上，優(yōu)化了二階對角遞歸網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，提出了基于相空間重構(gòu)的對角遞歸和二階對角遞歸網(wǎng)絡(luò)的預(yù)報模型，并用于船舶橫搖預(yù)報，預(yù)報效果好于未重構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，且優(yōu)化后的二階對角遞歸網(wǎng)絡(luò)的具有更好的預(yù)報效果。
　　 3.針對遞歸網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練復(fù)雜而且存在記憶漸消等問題，提出了一種新的預(yù)報方法-使用回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)進行船舶橫搖運動預(yù)報，該方法有效預(yù)報時間能達到17秒以上，且