三位协同下船舶主机起动备车仿真研究

以全回转港作拖船为研究对象,针对船用柴油机的备车起动过程,建立船舶操控的三位协同环境,利用船舶驾驶模拟器,将由虚拟手操作得到的主机备车起动系统运行控制指令以ADO通信方式存储到数据库中,利用Lab VIEW SQL Toolkit的数据通信,将得到的控制指令在Lab VIEW上实时显示.以Matlab/Simulink建立船用柴油机起动准备逻辑和起动鉴别逻辑,以及主机供油量、转矩、转速的仿真数学模型,将实船参数代入进行实时动态仿真,实现了船用主机起动逻辑控制模拟,其输出的主机起动转速与时间的关系曲线可以指导船员在船舶驾驶模拟器的操作训练中很好地控制船用柴油机的逻辑起动过程,从而达到训练船员的目的.     

SMSC-2006型轮机模拟器主机仿真建模

主机参数模型是轮机模拟器的软件核心,开发轮机模拟器仿真软件之前必须首先搭建好能适用于主机各工况下的实时参数模型。本文采用现有船机桨物理计算公式和船舶阻力经验计算公式建立了SMSC-2006型轮机模拟器船舶主柴油机工作的船机桨能量平衡模型;采用参数矩阵变换和牛顿插值法建立了主机实时仿真模型和主机实时故障模型。这些模型能满足轮机模拟器的仿真精度和持续运行要求,实时计算出了各工况下主机的各种热工参数,还可以实时仿真主机的典型故障。     

救助船模拟器原型机关键技术研究

针对大风浪条件下救助船操纵训练的要求,有必要开发针对救助船的操纵模拟器。相比于传统的通用船舶模拟器,救助船模拟器原型机系统中引入六自由度平台运动系统,基于UDP协议传输船舶姿态数据实现实时体感模拟功能,可以模拟船舶在大风浪条件下剧烈摇动的操船环境,提高模拟训练的真实感。此外,系统中引入救助作业模拟模块的思想,可以更好地评估、训练船员在恶劣海况下配合其他救助人员完成救助任务的能力,提高执行海上救助任务的成功率与效率。     

救助船模拟器原型机关键技术研究

针对大风浪条件下救助船操纵训练的要求，有必要开发针对救助船的操纵模拟器。相比于传统的通用船舶模拟器，救助船模拟器原型机系统中引入六自由度平台运动系统，基于UDP协议传输船舶姿态数据实现实时体感模拟功能，可以模拟船舶在大风浪条件下剧烈摇动的操船环境，提高模拟训练的真实感。此外，系统中引入救助作业模拟模块的思想，可以更好地评估、训练船员在恶劣海况下配合其他救助人员完成救助任务的能力，提高执行海上救助任务的成功率与效率。     

船舶回转运动仿真

针对船舶驾驶模拟器模拟的逼真度要求,研究船舶对操舵后的动态响应。建立了风、流共同作用下船舶操纵系统的动力学数学模型,该数学模型为动态响应线性型;利用已知的某船型的主机参数和船形尺寸参数,求出所需的相关量,建立船舶运动仿真模型并进行相关试验的仿真。模拟了船舶回转性的试验和风、流共同作用下对船舶操纵性能的影响试验,使船舶操作者进一步了解船舶回转性的特性以及风、流对于船舶航迹的影响。将该模型与船舶驾驶模拟器结合,用于驾驶模拟器模拟船舶操舵后的视觉仿真,使使用者感觉其操纵特性更加逼真。     

船舶驾驶模拟器操纵及监控报警系统仿真

针对船用柴油机的运行起动操作训练,介绍了基于 LabVIEW 与 PLC 实现的船舶主机遥控起动的系统结构及其功能特点。在模拟器上通过 LabVIEW 与 PLC 之间的数据通信,实现船舶柴油机的起动操纵多种逻辑控制的模拟,建立了船舶柴油机虚拟起动仿真平台,并利用 LabVIEW SQL Toolkit 的数据通信,使用内置数据采集卡的计算机和 LabVIEW 编程语言建立了一套基于 SQL 数据库的船舶监控报警系统。该系统可给出船舶柴油机在起动操纵时参数的物力变化仪表显示量,以及操纵过程中视景变化的效果。     

基于虚拟仪器的船舶柴油机监测系统研究

为解决传统仪器监测信号的不足之处,利用虚拟仪器技术开发16VPA6船舶柴油机信号监测系统.首先对16VPA6船舶柴油机监测信号进行分类汇总,接着阐述本文设计思路,在此基础上分别进行硬件设计和软件设计,最后进行软硬件联调试验,将利用虚拟仪器开发的16VPA6船舶柴油机监测系统运行结果与信号模拟器数据进行对照分析.结果表明,开发的系统能实时监测所需信号,并具有报警和数据存储等功能,运行情况良好,满足预期设想.     

智能型船舶操纵模拟器的网络架构及其实现

在传统船舶操纵模拟器的基础上,针对其目标船不具备自动避让它船能力的现状,提出了将液压伺服平台、六自由度船模、自动避碰成果等引入新型船舶操纵模拟器的研发中,自主研发了智能型船舶操纵模拟器.将整个船舶操纵模拟器系统抽象成3个相对独立的网络,提出了一种基于TCP的IOCP模型和基于UDP的阻塞模型相结合的通信网络架构,给出了系统的通信流程和通信协议.测试结果表明,这种解决方案较大地提高了船舶操纵模拟器的本船端容量,可以满足船舶操纵模拟器桌面系统的多本船端配置需求.     

轮机模拟器柴油主机动态过程实时仿真

在准稳态方法基础上建立了适合于轮机模拟器的柴油主机－电子调速器系统动态过程仿真模型，并导出了柴油机变工况运行中一些过程参数的经验公式。仿真运算表明，建立的模型合理，达到了轮机模拟器实时仿真的速度和精度要求。     

基于多媒体技术的船舶驾驶模拟器三维视景生成方法

采用三维输出方法,只能对船舶基础数据进行输出计算,无法还原船舶操作控制系统的真实位置,因此,提出基于多媒体技术的船舶驾驶模拟器三维视景生成方法。构建三维模型库处理船舶驾驶系统相关数据,根据数据处理结果对驾驶空间数据进行曲线空间控制计算,并对三维运算数据进行多媒体视觉输出计算,将计算得出的数据根据输出接口协议的不同,接入相应的视觉输出设备中,完成三维视景的输出操作。对所设计方法的船舶驾驶控制数据还原精准度进行仿真测试,结果证明其具有驾驶环境还原度高,数据还原完整性高的特点。