杜一村，杨晨，李玉峰

［目的］为了提高舰员对安全监控系统的操作能力,［方法］采用在实装系统中嵌入模拟训练模块的方法,使模拟训练与实装系统形成有效闭环,并基于训练与实装互联、协同训练、训练评估等技术,着重解决训练与实装的资源共享及安全隔离问题。［结果］实现了舰艇安全监控系统的在线训练功能,为舰员提供了真实的操作、训练环境,具有较好的训练效果。［结论］测试证实了该嵌入式模拟训练软件的有效性,可为后续其他模拟训练系统的研制提供参考。     

某舰用安全监控系统模拟训练软件的设计与实现

[目的]为了提高舰员对安全监控系统的操作能力,[方法]采用在实装系统中嵌入模拟训练模块的方法,使模拟训练与实装系统形成有效闭环,并基于训练与实装互联、协同训练、训练评估等技术,着重解决训练与实装的资源共享及安全隔离问题。[结果]实现了舰艇安全监控系统的在线训练功能,为舰员提供了真实的操作、训练环境,具有较好的训练效果。[结论]测试证实了该嵌入式模拟训练软件的有效性,可为后续其他模拟训练系统的研制提供参考。     

基于HLA的某型舰炮武器模拟训练系统设计

针对传统的基于实装的舰炮武器训练中存在的成本高、危险性大等问题,提出了基于HLA的舰炮武器模拟训练系统.该系统采用HLA支撑平台的分布式仿真技术,构建了一个实时局域网仿真平台.系统分为舰炮武器模拟系统、配套设备模拟系统和海战场环境模拟系统,操作界面及作战指挥流程与实际设备保持一致,能完成舰炮武器系统的实操、教练和操作考核.实际应用表明,该系统能提高训练效益,避免实装训练的不安全因素,降低训练费用.     

基于硬件在环的轮机模拟训练系统设计与实现

针对传统轮机模拟训练系统存在的真实性、实用性和灵活性不强的问题,以某型船新开发的推进监控系统样机为基础,设计一种基于硬件在环的轮机模拟训练系统,借助监控系统的硬件设备实现模拟训练功能。选用1台监控计算机作为模拟训练工作站,建立仿真模型,实时模拟动力设备(包括主机、齿轮箱和调距桨及其辅助设备)的运行情况;通过网络将设备的运行状态实时传输给监控系统各控制器,并接受控制器的控制指令;监控系统的所有硬件在环工作,营造与实船航行类似的训练场景。实际应用结果表明,该系统设计合理,能实现推进监控与模拟训练双重功能,可为同类型船舶模拟训练系统的设计提供参考。     

舰艇动力系统监控设备维修训练平台的研制

为了解决舰艇动力系统监控设备维修技术要求高,训练难度大的问题,研制了基于模拟工作载体的舰艇动力系统监控设备维修训练平台。通过搭建油水管路和压缩空气管路模拟工作环境,安装舰用监控设备和仪器,实现了舰艇动力系统监控设备的功能模拟和操作使用,能够完成监控设备的操作使用、维护维修的教学和训练。实践证明,该平台适用于部队和院校,不仅能够保证多组人员同时开展监控设备技能训练,同时避免了动力系统实装的缺乏造成的影响和技能训练对实装造成的损坏。     

嵌入式舰载电子对抗装备模拟训练系统设计与实现

在武器装备中嵌入模拟训练模块,与实装系统形成闭环回路,是模拟训练器材的发展趋势。描述了在水面舰艇电子对抗系统中嵌入模拟训练模块的实现机理,设计了一个系统架构,初步探讨了模拟训练模块无缝嵌入、兵力实体特征与相互对抗行为智能建模和电子对抗训练复杂问题评估等难点问题的技术实现途径。     

船舶机动控制嵌入式训练系统方案设计研究

新兴起的嵌入式训练技术,通过在真实的装备中嵌入训练模块,将模拟训练和实装训练相结合,有效解决了传统训练方式在真实性和实用性等方面的不足。分析国外实船嵌入式训练系统的发展现状,对3种嵌入式实现方案进行研究,以部分激励方式对船舶机动控制嵌入式训练系统进行总体结构设计,给出模式安全切换、仿真模型设计和仿真软件实时性问题等关键技术的解决方法。对船舶其他系统加装嵌入式训练功能,构建可实现全范围训练的实船训练系统具有借鉴意义。     

船艇机舱模拟训练器研究

针对船艇机舱装备,综合运用计算机图形图像技术、虚拟技术、故障诊断技术、网络技术等开发模拟训练器,用以替代实装进行船艇机舱的操作使用、管理、监控报警、故障诊断等课目培训.     

船舶航迹舵系统的设计与实现

以工控机为主要硬件载体,利用可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC)设计舵角反馈单元代替实际复杂液压舵机系统,采用总线实现硬件设备间的通信连接。通过搭建分离型船舶运动数学模型(Manoeuvring Mathematical Model Group, MMG)设计仿真调试器,为航迹舵的运行提供航向和位置信号。基于Visual Basic.Net在Windows环境中开发软件系统,实现了6种工作模式、航线编辑、在线监测与报警和系统菜单设置等功能。基于混合仿真思想,以“育鲲”轮为被控对象,在海洋干扰条件下对航迹舵系统的有效性进行检验。试验结果表明：船舶航迹舵能实现对计划航线的准确跟踪,且航向稳态误差小于3°,航迹稳态误差小于30 m。该航迹舵系统的实现对船舶的智能化发展和国产航迹舵的研发具有一定的促进作用。     

海警舰船抛起锚虚拟仿真系统设计

以3DS max为平台,对锚设备进行建模与渲染。采用虚拟现实技术设计舰船驾驶室及舱室漫游,抛锚虚拟仿真,起锚虚拟仿真模块。通过运动跟踪技术,三维虚拟现实显示系统开展海警舰船抛起锚虚拟仿真系统实践教学,既提高了学员训练的积极性,又节约了大量的实装训练费用。     

基于训练船的教学训练系统设计

为充分发挥训练船的教学训练功能,通过在训练船上建立教学训练系统网络,利用训练船数据信息,综合运用虚拟仿真技术、网络技术和计算机技术,进行教学训练系统规划和设计,开发基于实船的教学训练系统。该系统为船舶驾驶和轮机专业学员提供了一个功能完善的教学训练平台,在训练船进行辅助实践教学取得明显的效果。     

Dynamic control of a remotely operated vehicle using a neural network

The control of a remotely-operated underwater vehicle to maintain a prescribed depth in shallow water under irregular surface waves is realized through the application of the Robust Adaptive Neuro Controller, a composite control system incorporating—together with the conventional control algorithm—a neural network controller. This network bestows a learning capability on the system, allowing it to deal with unanticipated disturbances that would otherwise cause erroneous behavior of the vehicle. The effectiveness of this application is verified through mathematical simulation of a model vehicle's behavior, through experiment in a model basin, and through simulation of the behavior of an actual remotely operated vehicle in shallow water under irregular surface waves. Graphic data representing the learning process undergone by the neural network distinctly indicate the rising output from the network with the progression of learning, and the vehicle's depth variation traced in terms of the mean square error vividly show the diminution of deviation from the prescribed depth obtained with application of the neural network. Thus controlled to maintain constant depth, under-water vehicles with power supplied externally through a tether for propulsion and for heavy-duty operations should consolidate their advantage for such activities as maintenance of submarine structures and surveys in deep or hazardous water.     

AUV hull shape design based on desired pressure distribution

The role of autonomous underwater vehicles (AUVs) is more important in the quest to reach the deep seas today than ever before. The hull shape of the AUV can differ depending on the special mission considered for the vehicle. Therefore, different types of algorithms for the body shape design of these kinds of vehicles are being developed every day. In the current work, a new procedure has been proposed for designing the body shape of an AUV. Using this method which is based on a desired pressure distribution, it is possible to obtain the desired hull shape design. Artificial neural network algorithm has been used for this purpose. Preliminary data for training and testing of the network have been obtained from CFD simulation of the flow around the body of Hydrolab500 AUV. In this regard, pressure distribution has been evaluated around each body by changing the nose and tail profile of AUV. The results obtained from this research indicate that a body correlated to the desired pressure can be designed properly.     

基于web的消磁电源训练模拟系统的远程控制

针对消磁电源训练模拟系统,从总体结构、硬件设计、软件设计三个方面设计了基于web的远程控制方案。该设计有效地将实验室与各消磁站有机地联系在一起,构成系统网络,便于广大学员自由在线进行消磁电源模拟训练以及专家提供在线支持。     

无人水下航行器控制系统CAN总线通信设计与仿真研究

由于水下环境的复杂性及无人水下航行器自身特点,对其实施实时高效控制需处理大量数据。文章采用CAN总线对UUV控制系统通信网络进行设计和分析,讨论了CAN总线网络数据帧在系统中的具体应用设计和传输参数设置,并使用CANoe仿真软件对所设计的UUV控制系统CAN网络进行了仿真,通过仿真验证了UUV控制系统CAN网络通信设计的正确性。该方法应用于UUV控制系统通信网络设计,将有效提高UUV系统控制性能和特征模拟性能。     

运动目标仿真中的网络同步实现

在设计某型舷外对抗模拟训练及战术仿真系统的过程中,针对在混合型分布式实时仿真系统中普遍存在的网络传输延迟问题,就运动目标仿真中的网络同步实现,提出了一种能根据消息重要性、网络状况的不同,将“修正同步”、“服务器同步”及“客户端同步”有机组合的网络综合同步法.     

基于纯虚拟的船舶轮机模拟训练系统

针对传统陆上轮机模拟器的不足,研制了基于纯虚拟模拟的船舶轮机模拟训练系统(MESTS).系统以计算机局域网为平台,主要包括设备示教模块和设备虚拟训练模块两大部分,可实现设备结构组成、工作原理、维护保养的计算机示教功能和设备故障诊断、虚拟操纵的模拟训练功能,介绍了系统实现过程中的关键技术及实现方法.使用结果表明系统可有效提高船员熟悉和掌握设备的水平.     

基于局域网的避碰模拟训练系统开发

避碰训练是船舶驾驶员都应接受的基础训练科目,依据国际海事组织的规定和用户需求,在计算机平台上,开发了基于局域网的船舶避碰模拟训练系统.介绍了系统的结构、教员机和学员机的功能及各终端的作用,详细论述了系统的网络通信流程、数据结构等关键技术的实现方法.该系统既可作为船舶驾驶员的避碰模拟训练平台,又可用作教练员对避碰案例进行分析、讲解的演示平台.系统具有成本低、可靠性高、功能齐全等特点,在实际应用中取得了良好的效果.     

网络环境下无人水面艇航向控制器设计

无人水面艇自主航行中受到外部环境干扰及在控制中心-执行器网络通道中存在网络诱导特性(如网络诱导时延、数据丢包等)的影响,会降低系统性能,影响航向控制系统的稳定性.为了能使无人艇按照设定航向快速、稳定地航行,提出一种基于网络的无人艇航向控制策略.首先,建立基于网络的无人艇航向控制系统模型.基于这个模型,运用Lyapunov稳定性理论和凸分析方法导出能使网络环境下无人水面艇航向控制系统渐进稳定的控制律,并设计基于网络的航向控制器.通过仿真验证所提出方法和设计控制器的有效性.     

基于BP神经网络的SAR干扰效果评估

将BP神经网络引入SAR干扰效果评估过程,根据干扰效果评定诸因素构造合适的指标作为网络输入,网络输出为干扰效果所对应的等级划分,然后利用训练样本对网络进行学习和训练。仿真结果表明,这种方法是可行的,减少了评估过程中人为因素的干扰,使得评估结果更为准确、可靠。