船舶动力设备机械双层混合隔振自适应控制研究

船舶动力设备机械单层隔振装置能够减轻一部分振动噪声,但距动力设备较近的舱室其振动噪声明显,大量的振动噪声会直接影响船舶动力装置的使用寿命。为此提出船舶动力设备机械双层混合隔振自适应控制研究。利用物理减振层和电磁阻振层,搭建双层混合自适应控制隔板;依托Richard Henderson理论,构建双层混合自适应噪音控制算法,利用系统磁路完成双层混合隔振自适应控制研究。实验数据表明,提出的双层混合隔振自适应控制方法比单层隔振自适应控制方法振动噪声降低9倍,且船舶动力装置的使用寿命有效的延长。     

船舶通信信号传输算法优化

船舶通信信号在传输过程中,为了提升信号的清晰度与传输能力,通过滤波器内的滤波算法对信号噪声进行降噪处理。但是,传统滤波算法在噪声去除过程中,由于未分离正常通信信号与噪声信号,导致滤除噪声过程中对相邻正常信号造成损伤,降低信道传输码率,影响信号传输速率。为此,提出船舶通信信号传输算法优化。通过对通信信号建立船舶通信信号分布模型,获得信道内正常信号与噪声信号的分布状态;在优化算法中引入噪声分离策略,将噪声信号源与正常信号源进行分离;通过多标签抗扰算法对分离噪声源进行抑制消除,从而达到清晰信号,提升传输速率的目的。对比实验数据表明,采用提出算法优化后通信信号的传输速率与清晰度,明显优于传统传输算法,更适合实际船舶通信信号传输应用。     

基于机器学习算法的船舶通信网络信道估计

针对传统船舶通信网络信道估计方法调控响应性能较差的问题,提出一种基于机器学习算法的船舶通信网络信道估计方法。在物理层LTE协议中定义导频序列,基于gold序列设计船舶通信网络信道的导频序列,通过奈奎斯特定理决定导频信号的插入密度,在设计的船舶通信网络信道导频序列中按照该密度插入导频信号,基于机器学习算法拟合不同时间点同一子帧内的信道估计值,以实现船舶通信网络的信道估计。为了证明基于机器学习算法的船舶通信网络信道估计方法的调控响应性能较强,比较该方法与传统船舶通信网络信道估方法。实验结果证明该方法的调控曲线拟合性最强,即该方法的调控响应性能优于实验中的传统方法,证明了该方法的优越性。     

基于循环平稳特性的跳频信号盲检测算法

跳频信号作为扩频通信的一种,由于其具有较强的抗干扰,抗截获的能力,并能作到频谱资源共享,因此在军事应用中得到了广泛的应用。文章针对通信对抗中的跳频信号盲检测问题,提出了一种基于循环平稳特性的跳频信号盲检测算法。该算法将渐进最优x^2检验方法推广到跳频信号的检测问题上,提出检测统计量,从而完成对高斯白噪声环境下的跳频信号检测。实验结果表明,与传统能量检测方法相比,该算法对于高斯白噪声环境中的跳频信号具有更好的检测性能,且计算量小,易于实现。     

基于传感网络的舰船航行系统振动检测

传统船舶航行系统振动检测获取的检测结果,受到整体检测工具的影响,其信号契合度较低。为了有效解决这一问题,设计基于传感网络,以F-P滤波调解为核心设计新型船舶航行系统振动检测方法。利用数据信号反射模和滤波腔,进行信号滤波调解,选取完整振动信号波,根据数据极值,对其进行模态分解生成IMF数据值,减少数据噪声,对信号进行有序隔离,采用Colerra数据集算法提取船舶振动信号特征,计算Colerra数据核值,将最优核值进行有序排列,即可获取当前振动检测结果,实现船舶航行系统的振动检测。通过仿真实验分析设计振动检测方法的性能数据,实验结果表明应用新设计的振动监测方法获取到的检测数据信号,最大频谱测量值准确度提高了29%,最小频谱测量值准确度提高27%,可以有效提高信号契合度,具有实际应用价值。     

基于小波能量谱分析与SVM的柴油机气阀间隙异常故障诊断

船舶动力设备因故障监测信号样本少、变化缓慢、数据特征呈非线性,使得设备故障模式的准确识别和状态预测比较难。尤其是柴油机气阀间隙异常的故障诊断,由于柴油机气阀间隙振动信号噪声多,利用SVM对柴油机气阀间隙进行预测时需要进行特征提取。鉴于此,研究了基于小波能量谱分析的SVM柴油机气阀间隙的故障诊断方法,结果表明上述模型具有较高的识别率,能准确预测船舶动力设备当前状态。     

一种数字信道化自相关接收机的测频校正方法

本文提出一种测频校正方法,该方法针对由50%数据重叠的短时傅里叶变换（STFT）实现、子信道数据采用自相关积累进行处理的数字信道化接收机,分析了子信道自相关使用单点延迟的必要性,研究了噪声数据的相关性对相位的影响,并利用噪声功率对相位测量值进行校正。使用校正后的相位计算信号频率,频率测量均值误差和均方根误差均减少。尤其在信噪比较低时,该方法能明显提高测频精度。仿真验证了该方法的有效性,且单个子信道只消耗一次加法运算,能够保证实时性。     

船舶物联网远程监控数据分类处理

传统方法在处理船舶远程监控数据分类问题时会倾向于单一处理,导致分类结果过于分散,且处理速度过慢,不利于对船舶远程监控数据的整体分析,为此提出并设计了船舶物联网远程监控数据分类处理方法。利用动态数据的映射反应对多维空间内的远程监控数据进行标记,并确定分类处理的数据范围,引用BP神经网络算法,对远程监控数据进行分类计算,将监控数据执行分类处理逻辑,实现远程监控数据的分类过程。仿真实验结果表明,设计的数据分类方法能够实现远程监控数据的有序、紧密分类,且数据处理速度比传统方法的处理速度高出23.1%,具备极高的有效性。     

船舶行驶过程机舱自适应消噪算法研究

由于船舶行驶过程中产生的噪声会掩盖机舱设备信号,使工作人员的信号监测难度增加,为此提出船舶行驶过程机舱自适应消噪算法研究。寻找噪声来源,提取噪声特征,计算得出噪声序列,分析噪声线谱,调制包络谱以及连续谱三者间的相关性,利用Ansys软件,建立船舶机舱的缩比模型,获得振动模态点。采用自适应滤波器,将噪声相互消减,实现自适应消噪,完成船舶行驶过程机舱自适应消噪算法研究。设计仿真对照实验,检测研究结果,利用计算机程序,模拟实际应用过程。实验结果表明,采用所提出算法能够有效控制信噪比曲线,使其波动保持在稳定范围,减小了混在设备信号当中的噪声,与常规算法相比,对噪声的控制效果更好。     

基于DASP的船舶舱内噪声信号测量系统研究

研究了基于DASP软件系统的船舶舱内噪声信号采集系统,且系统在海上航行船舶舱内准确地测试了舱内噪声信号,很好地监测了室内噪声环境。海上试验结果表明该系统具有较好的可靠性和可操作性,测试数据说明船舶舱内噪声信号具有较好的频谱特性,十分便于舱内噪声的监测和研究。     

线性预测编码和支持向量机在目标识别中的应用

针对利用船舶辐射噪声进行水下目标识别的问题进行研究,提出一种基于线性预测编码(LPC)倒谱系数和支持向量机(SVM)的船舶目标识别方法。该方法通过对捕获到船舶辐射噪声进行LPC倒谱分析,实现各信号分量及信道的分离,以提取其LPC倒谱参数。再采用支持向量机技术处理多类水下目标的非线性、小样本的识别分类。最后,利用仿真得到的几种水下目标辐射噪声进行本文算法试验,证明本文算法是有效的,并取得较高的识别准确率。     

软件无线电技术在船舶大气光通信中的应用

船舶大气光通信中存在着通信信道狭窄的问题,为此提出软件无线电技术在船舶大气光通信中的应用研究。采用Nyquist采样定理对船舶大气光通信信道信号采集频率进行确定,以确定的信号采集频率对信道信号进行采集与处理,以上述得到的信号为基础建立船舶大气光通信信道模型,已建立的通信信道模型为基础推算出船舶大气光通信信道扩展算法,通过信道扩展算法的执行实现了软件无线技术在船舶大气光通信中的应用,并对信道进行扩展。实验结果显示,使用软件无线电技术的船舶大气光通信信道数据量比未使用的高出30T,充分说明设计的软件无线电技术具备极高的有效性。     

船舶动力设备机械振动控制模型

为增强船舶动力设备机械振动控制效果,设计一个船舶动力设备机械振动控制模型。设定船舶动力设备机械振动控制模型,依据采集的振动信号模型得到机械振动位移量,同时依据位移量提出控制计算方法,以此完成船舶动力设备机械振动控制。实验结果表明,所设计的船舶动力设备机械振动控制模型加强了船舶在低频激励下的效果,并降低了机械振动控制的控制误差,具备实际应用的意义。     

基于船联网的内河船舶装载量远程监测系统

基于江苏省智能航运信息综合服务(船联网)平台建设,为满足内河运输船舶远程装载量监测及营运能效分析需求,采用吃水传感器探测船舶吃水,同时结合数据采集电路等硬件设计,以及数据滤波算法、装载量计算、传感器安装方案等关键技术研究,研发了内河船舶装载量远程监测系统,实现了实时采集船舶装载量和横倾、纵倾状态数据,并可与现有船舶远程能耗监测系统单独或合并应用,更准确地考核船舶营运效益,为提升船舶的能效设计指数(EEDI)和能效营运指数(EEOI)提供参考。     

船舶低频通信中噪声幅度概率分布研究

船舶低频通信中会产生大量的噪声,传统研究方式将低频通信中噪声幅度分布忽略不计,但是实际使用中会造成严重的信号阻隔。针对上述问题,提出船舶低频通信中噪声幅度概率分布研究。构建费高斯噪声模型,利用低频通信噪声幅度概率理论,为模型构建提供理论框架,利用费高斯条件实现模型组建;使用模型分析低频信道电磁噪声幅度概率分布、越级噪声数据幅度特性、串频噪声幅度概率分布。试验数据表明,分析结果与实际数据基本吻合并且能够提供理论依据。     

基于传感器网络的船舶舱室火灾远程监控系统

由于传输信道中存在随机干扰,监控系统受到干扰后输出的信号中存在随机误差,从而导致传统的船舶舱室火灾远程监控系统实时性差,为此设计一种基于传感器网络的船舶舱室火灾远程监控系统。在系统的硬件部分,通过温度传感器实时测量温度,利用无线收发模块传输监控数据,并采用数据采集卡采集监控数据。在系统软件部分,利用传感器网络中的无线通信技术感知实时监测的信息,采用数字滤波方法抑制有效信号中的干扰成分,输出监控信号,以此完成基于传感器网络的船舶舱室火灾远程监控系统的设计。实验以明火发现时间与阴燃火发现时间为实验指标。结果表明,所设计的系统比传统的基于红外技术的船舶舱室火灾远程监控系统与基于蓝牙技术的船舶舱室火灾远程监控系统发现明火、阴燃火的时间短,证明所设计的监控系统实时性能好,能够及时发现火灾情况。     

船舶航行数据的远程集成采集方式

通过对船舶航行数据的远程集成采集,实现对船舶航行的状态监测,提出基于浮点DSP集成控制的船舶航行数据的远程集成采集系统设计方法,构建船舶航行数据采集的总体结构模型,数据采集系统的功能模块组成包括VXI全局总线模块、采集触发模块、数据传输模块、数据波束形成模块等,采用浮点DSP作为核心控制器,进行船舶航行数据的多重通道采集和信号输出设计,在波束形成器中输出采集的集成船舶航行数据。仿真测试表明,设计的数据采集系统能有效实现船舶航行数据采集,数据波束输出的响应能力较强。     

基于有限元特征值的船舶螺旋桨噪声数据分类算法

为避免船舶螺旋桨转动行为受到噪声数据的影响,从而减慢船体的实际前行速率,提出基于有限元特征值的船舶螺旋桨噪声数据分类算法。通过定义基本噪声数据的方式,掌握噪声值的边界扩散情况,完成基于有限元特征值的船舶螺旋桨噪声数据分析。在此基础上,计算噪声误分率数值,联合已知的采样权重系数,得到准确的分类子簇参量结果,实现船舶螺旋桨噪声数据分类算法的顺利应用。对比实验结果表明,与过采样型分类算法相比,有限元特征值能够增强分类算法对于船舶螺旋桨噪声数据的实际处理能力,从而使得船体前行速率水平得到有效保障。     

船模耐波性试验测量信号分析中的FFT-FS频谱细化技术研究

近年来,随着海洋运输行业的发展,对船舶制造和设计提出了越来越高的要求。船模耐波性试验为船舶性能验证提供了数据支持。频谱细化技术通过增强频谱分辨能力来提高信号分析的效率和精确度,是信号分析的一种常用手段。本文分析船模耐波性的影响因素,在此基础上建立船模运动方程,并提出基于FFT-FS频谱细化技术的船模耐波性试验测量信号分析算法,满足信号分析对精确度的要求。     

基于云计算的船舶电子信息交互系统

传统船舶电子信息交互系统在海量数据云端计算交互过程中,由于系统硬件交互协议支持不足,加之交互系统内部算法对数据优先读写计算逻辑存在不足,导致信息交互系统整体读写交互能力下降,网络交互吞吐量受到极大的影响。针对上述问题,文章提出基于云计算的船舶电子信息交互系统设计:1)对传统信息交互硬件进行Qos协议支持硬件优化改进,创建新的Qos云计算信息交互平台硬件;2)引入Qos硬件交互逻辑,完善对接新旧设备与数据;3)引入交互资源优先调度分布算法,对交互中的信息进行优先交互逻辑的计算,优化信息交互逻辑,提升数据交互活跃性与数据吞吐能力;4)通过仿真实验证明提出设计系统的可行性与有效性。