双向变频电源在船舶供电系统中的应用

为了提高船舶供电系统的稳定性,利用双向变频电源具有稳态变频输出的优点,进行船舶供电系统优化设计,设计的船舶供电系统包括电机控制模块、功率放大模块、动态增益调节模块、电源监控模块以及输出匹配模块。采用双向变频电源作为船舶供电系统供电输入层,结合ARM Cortex-M3嵌入式内核控制方法进行供电系统的功率放大控制,根据放大器的倍频增益进行供电系统的电源输入幅值的动态调节,提高船舶供电的稳态控制性能。采用模块化设计方案进行系统的电路集成设计。测试结果表明,设计的船舶供电系统具有很好的稳压功能性能,系统的输出功率放大倍数较高,电源持续功能的稳定性较好。     

单片机在船舶伺服电机控制系统中的应用研究

伺服电机的控制对于船舶航行的安全稳定非常重要。为提高船舶伺服电机控制系统的性能,采用嵌入式单片机作为核心处理器,并给出电机控制系统硬件设计方案和嵌入式软件控制功能的设计,对于进一步发展具有高速实时控制功能的电机控制系统具有一定的借鉴意义。通过测试表明控制系统简化了电路设计,提高了保护的可靠性以及运行速度,通过测试证明控制系统的可行性,为设计提供了可靠依据。     

基于嵌入式的船舶电子控制系统设计

当前的船舶电子控制系统控制过程高度集中,如果其中某一部件损坏,很可能导致整个控制系统无法正常运行,提出一种基于嵌入式的船舶电子控制系统设计方法,按照的功能要求对舰船电子控制系统进行模块划分,并对系统的各个功能模块结构进行设计;为了改善当前方法设计的控制系统灵活性较差和工作效率较低的问题,对船舶电子控制系统的驱动、电源、视频、测距、控制中心等进行模块化功能设计;选取实时性较强的VxWorks嵌入式操作系统作为舰船电子控制系统的主控制系统,测试结果表明:设计的控制系统实现了驱动功能和控制功能的模块化,能够保障船舶相关工作的顺利进行。     

嵌入式操作系统在船舶设备中的应用

目前,嵌入式操作系统已经被广泛应用在各个工业控制领域。而在船舶自动化领域,嵌入式系统已经代替人工操作,对设备的智能化控制达到了前所未有的水平。由于嵌入式操作系统在可靠性、精确度和扩展性上具有独特优势,必将成为新一代船舶信息控制系统发展趋势。在船舶控制领域,嵌入式控制系统包含硬件和软件2个部分,对多个任务的支持非常强大。本文以船舶设备信息管理平台作为研究对象,对嵌入式操作系统应用进行探讨,并借助虚拟仿真平台,搭建对应的ARM内核嵌入式操作平台,实现了智能化控制。     

船用主海水泵变频控制系统设计

传统的船用主海水泵常常效率低下,在高负荷运行时,会面临着供水不足等问题,而为了能够改善能效利用效率,同时提升电机设备的使用寿命,本文对船舶主海水泵的变频控制系统进行了深入的研究,首先对海水泵的主电机系统进行了数学建模,并设计了一种新型的变频控制技术,能够同时对3个主电机进行独立的变频控制,进一步改善了控制效能。最后通过Matlab/Simulink软件设计了仿真系统,对人机操作界面进行了优化。     

船舶航行数据远程采集系统

介绍了一种基于卫星通信的船舶数据远程采集系统,该系统采用嵌入式控制设计,组合船舶C站和自动识别系统(AIS)设备组建系统,利用C站的卫星通信功能接收陆地远程控制指令,通过嵌入式控制系统实现对C站和AIS设备的远程控制。采集C站和AIS设备中的船舶航行信息,通过卫星通信将航行信息传送到陆地船舶管理系统,实现了船舶数据的远程采集,为提高船舶自动化和现代化管理水平提供了技术平台。     

基于ARM的可重构控制器在船舶电站自动化控制系统的应用研究

船舶电站对电力推进装置和船载用电设备的正常运行有重要作用,随着计算机技术和通信网络技术在船舶上的广泛应用,船舶电站的自动化控制迎来了一个新的发展阶段。本研究在传统船舶电站控制系统的基础上,充分利用基于32位ARM微处理器的嵌入式可重构控制器,设计了一种新型的船舶电站自动化控制系统,并对该船舶电站自动化控制系统的硬件结构和软件程序进行了详细的介绍。后期的Matlab/Simulink仿真表明,该船舶电站自动化控制系统具有效率高,稳定性好等优点。     

船舶变频恒压日用水供水装置设计

把PLC和变频器应用到船舶日用水供水装置中,采用PID控制方式,设计了恒压供水装置的控制系统,综合了PLC可靠性高、控制功能强和变频器可实现无级调速的优点,实现了恒压供水的目标,减小了装置的能耗、体积、重量和噪音,提高了装置的可靠性、经济性和安全性.     

双向变频电源在船舶供电系统优化中的应用

采用双向变频电源作为船舶供电系统的电源控制模块,进行船舶供电系统优化设计,提出基于总线主控技术的船舶供电系统优化设计方案,系统的硬件模块主要包括AD模块、功率调制模块、集成控制模块、接口电路模块以及人机交互模块等,采用双向变频电源作为船舶供电系统启动电压输入的供电模块结合总线主控技术进行供电系统的微机总线控制,系统接口设计部分采用高速数字信号处理芯片进行控制程序加载和信号传输控制,设计功放控制模块使得船舶供电系统在高时钟频率下具有较高的输出功率增益。最后在嵌入式总线下进行系统的集成开发和测试,结果表明,设计的船舶供电系统输出稳定性较好,功率增益较大,对船舶供电的稳定控制能力较强。     

变频电力推进驱动调距桨船舶的推进控制系统设计

采用变频电力推进驱动调距桨的推进方案可以有效解决船舶的水下噪声、航速、拖力和燃油消耗等方面的问题,尤其适用于物探船、布缆船、科考船等具有多种航行或者作业工况的船舶。文章基于变频电力推进驱动调距桨方案的技术特点,进行了推进控制系统设计,设计方案能有效地改善快速启动和加速过程容易造成主机负荷超载的问题。该设计方案采用了单一控制和联合控制2种控制模式,能够满足不同作业工况的运行需求,实现船舶操控的稳定运行,保证船舶电力系统的安全,对于配置调距桨的电力推进船舶的推进控制系统设计有一定的借鉴意义。     

船舶中央冷却水系统变频水泵流量特性

针对船舶中央冷却水系统变频水泵切换效率低、能耗大及流量波动变化等问题,深入研究2350TEU集装箱船在各种负荷变化和海水环境温度变化时的变频泵调速流量特性,分析变频水泵在单泵、双泵2种状态切换时的流量特性、效率特性和功率特性,计算水泵变频切换时的最佳转速与流量。结果表明:实现单双泵无扰动切换,可减少切换时流量产生波动对止回阀的冲击,提高变频泵的工作效率,降低系统能耗,为船舶中央冷却水节能控制系统设计提供理论支持。     

三峡库区锚地浮箱岸电设施的设计

针对三峡库区大水位差下的船舶供电需求,基于浮箱能够随水位同步变化的原理,设计了一套浮箱岸电设施。该设施利用浮箱在导向架内的上下浮动以适应不同的水位,通过上下两层的结构适应不同干舷高度下船舶的供电;利用雷达式水位计获取水位信息,将其传递给电缆卷筒的变频控制器,通过控制系统的逻辑编辑,从而实现电缆在水位发生变化时的准确收放。通过对现有技术的分析,论证了该系统的可行性和科学性,为工程的设计提供理论支撑。     

船用微型锅炉非线性温度系统控制器仿真与研究

为了实现对船用微型锅炉高、低水温的控制，在Matlab环境下对实测和计算的数据进行曲线拟合，建立了船用微型锅炉水温系统的非线性数学模型。运用滑模变结构控制理论，选取线性切换面和比例型趋近率，设计了一种滑模控制器，实现了双输入双输出非线性耦合温度系统的解耦和控制。通过Matlab／Simulink软件的仿真，结果显示滑模变结构控制算法对非线性系统的控制有响应快、超调小、调节时间短、无误差和抖动的特点。     

船舶与岸电并网控制策略研究

岸电与靠港船舶并网控制技术是岸电的核心技术之一,能够实现岸电向船舶的不间断和稳定供电。针对传统岸电控制策略频率稳定性差和不能接受船舶能量管理系统调度的缺点,文章提出了一种基于改进下垂控制的岸电与船舶电网并网策略,使岸电逆变器在具有下垂特性的同时,还具有类似于船舶同步柴油发电机转子的惯性。岸电通过并网预同步控制与船舶电网并网,不会产生大的电流冲击。通过改进下垂控制能够有效提升并网后电压和频率的稳定性,提高船舶电网的电能质量,且能够接受船舶能量管理系统的调度。通过仿真试验,并与传统下垂控制策略进行对比,结果验证了改进下垂控制策略的有效性。     

船舶岸电技术研究及其应用

岸电上船技术能够有效地减少船舶靠港期间的污染。对岸电上船技术进行了深入研究,设计了一套岸电变频电 源系统,实现了岸基电源与船电系统无缝连接,由岸基电源进行安全、可靠的供电。     

PLC控制交流变频调速控制系统在船用电梯中的应用

以OMRON的CQM1 PLC控制安川VS-616G5组成的控制系统为例,介绍了该系统在齿轮齿条驱动的船用电梯中应用的硬件结构、PLC和变频器通讯的相关程序设计及变频器的参数设置,以及基于自定义协议的PLC与环境监测智能仪表之间的通讯.突出了PLC+变频器在船用电梯中的控制特点,为PLC+变频器在船用电梯控制中的应用提供了实际经验.     

三峡升船机船厢补排水系统对接装置设计

针对三峡升船机船厢补排水系统在使用过程中存在操作繁琐、安全隐患多和效率低下问题，进行了船厢补排水系统结构特点及补排水工艺的研究。设计了补排水系统对接装置，分析装置的受力情况，为装置的设计校核提供理论指导。提出了两种对接装置的安装布置方案，并对比得出了两种方案的优缺点，同时优化了三峡升船机船厢补排水工艺。结果表明：设计的对接装置可提高船厢补排水效率和人员操作的安全性，实现升船机船厢补排水一体化操作，为三峡升船机安全运行提供保障。     

The applicability of hydrofoils as a ship control device

Centrifugal forces are commonly created when ships turn, which may cause a ship to capsize in a critical situation. A mathematical model has been developed to optimize the stability coefficients for ship, with the aim to prevent capsizing and to increase ship maneuverability in high-speed water craft. This model can be used to develop algorithms for control system improvement. The mathematical model presented in this paper optimized the use of multipurpose hydrofoils to reduce heeling and the trimming moment, maintaining an upright ship’s position and lessening the resistance via transverse force. Conventionally, the trimming and heeling of a ship are controlled using ballast water; however, under variable sea conditions it is sometimes difficult to control a ship’s motion using ballast water. In this case, a hydrofoil would be more stable and maneuverable than a ballast tank controlled vessel. A movable hydrofoil could theoretically be adapted from moveable aerofoil technology. This study proves the merit of further investigation into this possibility.     

高压变频数字化船用岸电系统

高压变频数字化船用岸电系统(AMP)针对到港船舶接用岸电而设计,系统采用了多种技术及安全保护措施,排除了船用岸电的技术障碍,试用取得了成功。它具有减少排放、降低成本、操作方便等诸多优点,易于形成标准、规范和实现产业化,具有很好的推广应用前景。     

嵌入式船舶分油机控制系统的设计

针对船舶分油机控制系统中存在的实时性较差、人机交互单元不够友好等问题,设计一种以嵌入式微处理器S3C2440芯片为CPU,以Linux嵌入式系统为实时操作系统,采用触摸屏作为人机交互界面的嵌入式船舶分油机控制系统。人机交互界面在跨平台编程软件Qt下开发完成,具有操作简单方便、参数及报警信息显示直观等优点。