基于VR船舶磁罗经自差校正训练系统的设计

为提高船舶磁罗经校正项目的培训水平,利用VR技术开发设计船舶磁罗经自差校正训练系统.通过合理设置船舶软硬件参数和系数预置磁罗经自差,建立各种磁罗经自差校正模型,再利用对所构建的数学模型进行仿真验证的方法,使所开发的系统能够贴合磁罗经实际校正工作过程.     

观测低高度太阳方位计算罗经差的软件程序设计

通过观测低高度太阳方位计算罗经差是船舶在开阔大洋上航行时求罗经差常用的方法,为了能更加方便、快捷并且准确地求出罗经差,本文在基于Visual Basic（VB）环境的下设计开发了计算罗经差的Visual Basic（VB）软件程序。该软件程序可将观测及查表计算所得的数据直接输入,避免将所得数据类型进行转化再代入公式计算的繁锁,该软件程序能够减小求罗经差的计算量,提高求罗经差的速度、精度及准确率。通过与一般计算器求罗经差的实例进行对照,证明了该软件程序的实用性及应用该软件程序的优越性。     

《磁罗经》课实践教学方法的探讨

磁罗经是船舶装备的主要指向性航海仪器之一.为了提高航海院校《磁罗经》课实践教学效果,使学生在消除磁罗经自差、测定目标方位与舷角时做到迅速、准确,探讨利用"磁罗经自差测定与消除模拟训练系统"进行《磁罗经》课实践教学方法.     

GPS导航仪在海上航行中应用的探索

探讨了利用GPS导航仪进行航迹计算、求罗经差及配合雷达、罗经的使用，确保船舶海上航行的安全。     

船舶消除磁罗经自差的“人为航向法”

船舶磁罗经是重要的助航仪器,其剩余自差过大时（一般指50以上时）对船舶安全航行的影响应该引起高度重视。船舶磁罗经自差的主要来源是B／λ和C／λH等两个半圆白差力对罗盘磁针的作用,采用“人为航向法”消除磁罗经自差,对于中小型船舶来说是一种既简捷又实用的有效方法。     

广西内河船舶磁罗经的校正问题

广西内河船舶磁罗经的校正由于受内河航道条件的限制,不能直接应用常规的在航行状态进行自差测定和校正的方法,提出用“停滞不前”替代常规航行的方法解决广西内河磁罗经校正办法。     

基于姿态监测的船舶航行安全监控系统研究

利用自主开发的船舶姿态测量平台,以及MMG、SVM和ADRC等技术手段,首次研究开发一种基于船舶六自由度运动姿态,监测的船舶航行安全实时监控系统,解决船舶航行状态下,不能实时调整合理吃水差及准确预报船舶航行状态的问题,摆脱传统意义上的有关船舶航行安全实时监控相关技术的束缚．     

船舶机舱监测报警仿真训练系统设计与开发

为满足轮机工程和船舶电气、船机电专业学生船舶机舱监测报警系统训练要求,设计开发了＂船舶机舱监测报警仿真训练系统＂。该系统集监测报警软件、硬件的PLC数据采集系统和传感器于一体,打破了以前开发的监测报警软件只能训练操作使用,不能显示真实数据,传感器独立,没有连入系统,学生只能学习它的工作原理,而并不知道实际工作真实情况的弊端。使用该仿真系统进行培训可以给学生以身临其境的感受,有利于他们迅速掌握船舶机舱监测报警系统的结构和管理要点,对学生将来的工作起到非常重要的促进作用。     

船舶交通服务模拟器中实时预警功能的实现

为在船舶交通服务模拟器中实现对港口监控的模拟,提高船舶交通服务操作员的培训效率,对真实的船舶交通服务中心进行仿真,采用计算船舶间最近会遇距离及最近会遇时间的方式建立数学模型,基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据源进行数据处理,运用VC++编程语言完成系统开发。港口监控中对辖区水域船舶的危险实现了实时预警。利用天津港真实AIS数据对系统功能进行测试,测试结果表明,该系统能够准确识别辖区水域船舶的会遇态势及遇险情况。     

LMS算法在船舶航行危险评估中的应用

在分析影响航行安全因素的基础上,将模式识别方法引入到航行危险评估中,并采用LMS算法构建船舶航行危险评估模型。利用问卷调查收集到的影响航行安全的数据,采用可变学习速率的方法,对模型进行训练和验证。结果显示采用LMS算法构建的船舶航行危险评估模型错误率低至0.03。该模型可快速识别船舶航行危险,为驾驶员操船提供参考,对保障航行安全有重要意义。     

基于OpenGVS的分布式虚拟汽车驾驶视景系统设计与实现

针对汽车虚拟驾驶模拟器视景系统对“沉浸感”、“交互感”的要求，设计了分布式虚拟汽车驾驶视景系统，以Multi Gen Creator为建模软件，OpenGVS为开发平台，解决了分布式实时网络结构、视景模型区域分割、三维图形模型导入、视点动态控制、碰撞检测等关键技术问题．实验结果表明：所开发的视景系统能够满足分布式虚拟驾驶模拟系统视景对真实性、实时性和交互性的要求，增强了驾驶视景仿真的沉浸感和交互感．     

基于地形自适应的货运索道路径自动规划方法

为降低货运索道路径规划工作的时间和经济成本,综合考虑地理信息、工程实际情况和索道架设与运营成本等多方面因素,提出了索道路径规划要求,形成自动化路径规划的技术流程. 针对索道架设要求,提出了基于聚类分簇思想的上、下料点自动筛选方法,实现索道对公路的避让;并根据三维地形数据提出了基于地形自适应的索道支架位置搜索方法,搜索的支架可保证索道承载索与地面的间距满足施工要求;通过支架位置优化,减少支架数量,实现索道成本的降低. 对实际工程的路径规划计算应用表明:该规划方法可在约半个小时的时间内自动获得的上千条索道路径及支架架设方案,规划速度快,数据分析全面.      

面向驾驶模拟器的高等级公路三维视景建模与实现

随着汽车驾驶模拟器在道路交通仿真中的广泛应用,驾驶员对视景的逼真度也相应地提出了较高的要求。视景仿真系统作为模拟器的一个子系统,其逼真度和实时的动态显示是影响道路交通仿真的关键因素。文中介绍了高等级公路三维视景的建模过程、实现方法,以及地形的简化技术。设计成果表明,这种方法对于利用驾驶模拟器进行道路交通仿真等方面的研究是可行的。     

直流调速系统稳定边界法PID校正的设计与仿真

本文探索了采用稳定边界法的思想去仿真设计直流调速系统PID调节器，通过具体的仿真实例，说明在控制系统的性能不能满足系统需要时，需设置PID调节器，运用稳定边界法较好解决了PID调节器的三个参数Kp、Ti与Td的整定问题。     

船舶火灾模拟训练系统研究

船舶火灾模拟训练系统可以仿真船舶火灾的三维环境,对船员和消防人员进行模拟训练．在已研制船舶操纵模拟器的基础上对船舶火灾模拟训练系统各模块的组成及作用进行探讨,分析船舶火灾蔓延模型、船舶火灾仿真等关键技术．在优化大涡模拟技术和合理处理场、区、网模型间的边界耦合问题的基础上,提出了场区网模型模拟船舶火灾蔓延的过程．提出了采用物理模型方法,结合纹理技术和粒子系统方法模拟船舶火灾场景．     

主动磁悬浮轴承在余热发电机的应用研究

针对传统余热发电设备存在发电效率低、成本高、体积大等问题,设计了一款装备5自由度（5-DOF）主动磁悬浮轴承的余热发电机,用于余热发电有机朗肯循环系统. 首先,基于电机转子轴径限制和最大承载力要求,确定径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承的结构形式,采用一维磁路模型和二维有限元分析,计算并校核磁悬浮轴承的尺寸和性能参数;其次,为保证磁悬浮轴承的稳定裕度,采用三电平PWM功率放大器降低输出电流纹波,利用不完全微分PID控制器和不平衡补偿算法实现5自由度稳定悬浮;最后,将该磁悬浮余热发电机应用到实际客户现场,从稳定裕度、承载力和轴振峰峰值3个维度验证磁悬浮余热发电机的可靠性. 现场试验结果表明:磁悬浮余热发电机系统运行稳定可靠,实现了满功率发电和长期运行考核;在全工况运行范围,磁悬浮轴承系统的灵敏度函数小于12 dB,余热发电机转子振动峰峰值小于53 μm,满足ISO14839-3规定的长期稳定运行要求;轴向承载力最大达到3 600 N,满足实际工况需求.      

动态环境感知的多目标室内路径规划方法

为了满足复杂室内环境中用户的多目标导航需求,提出了动态环境感知的多目标室内路径规划方法. 该方法顾及室内路径复杂度、拥挤程度与阻断事件等多维室内环境语义,扩展了节点-边表示的室内导航路网模型,通过量化表征多维室内环境语义,建立了能够综合感知室内环境语义变化的导航通行成本函数,然后,将顾及室内动态环境语义的导航通行成本函数值作为室内导航路网模型的边长,设计实现了基于Dijkstra的多目标室内路径规划算法. 通过模拟实验分析比较室内路径规划结果,实验结果表明:由于扩展后的室内导航路网模型增加了具有方向性语义的垂直组件,考虑了阻断事件因素,导航路径规划能够避开不可用连接边;在路径拥挤程度分别为轻度、缓慢和堵塞情况下,由于考虑了路径复杂度和拥挤程度,节约的通行时间平均提升了17%.      

铁路信号系统软件测试建模方法

针对铁路信号系统软件测试模型不能系统地描述测试需求的问题,提出风险时间状态机建模方法. 首先,分析铁路信号系统软件测试建模的特点,并提出建模需求;然后,以有限状态机理论为研究基础,在有限状态机的变迁和状态中分别扩展出时钟和风险等级元素,提出风险时间状态机建模方法,满足功能逻辑、时间约束和风险等级3个方面的建模需求,采用Z规格说明语言给出风险时间状态机的形式化定义和格局转移机制;最后,以计算机联锁系统中的道岔转换功能为例,建立风险时间状态机测试模型,并与时间自动机建模方法进行了对比,结果表明,建模方法上,所建立风险时间状态机比时间自动机节省62%的变迁数,描述能力更强,能够满足铁路信号系统软件测试的建模需求.      

航行中GPS故障后应急方案的研究

通过比较航迹推算、罗兰C定位、天文定位、陆标定位及利用他船方位距离定位等方法,得出航行于不同海域GPS故障后最有效、最简单的定位方法及步骤。提出一套GPS故障后具有可操作性的应急方案,避免驾驶员手足无措,使驾驶员有法可循,保证船舶的航行安全。     

改进的无迹粒子滤波在组合导航中的应用研究

粒子滤波算法是一种适用于非线性非正态约束的统计滤波算法.针对粒子滤波存在退化现象,从围绕增加粒子的多样性和重要性分布函数的选择出发,提出了一种改进的无迹粒子滤波算法.该算法是利用无迹卡尔曼滤波产生的近似高斯分布作为重要性密度函数,在每次迭代中,结合马尔科夫链蒙特卡洛使粒子能够移动到不同地方,从而可以避免贫化现象.将这种算法应用到GPS/DR组合导航系统中,仿真结果证明了采用改进的无迹粒子滤波方法能达到很好的跟踪效果.