离线船舶机电设备振动采集仪系统设计

设计了离线振动采集仪的硬件系统，通过对传感器电源模块的进行了节电控制设计，优化振动信号的采集策略和采集节奏，提出了振动信号数据处理和存储方法，实现了无人关注下自主对船舶机电设备振动信号连续近百天的采集任务。应用结果显示，采集仪系统结果准确可靠，实现了全工况的实船振动数据的采集设备。     

基于DSP技术的船舶数据采集系统设计

设计多通道的船舶数据采集系统,提高船舶数据的实时采集和信息处理能力,提出基于DSP技术的船舶数据采集系统设计方案。数据采集系统采用声呐传感器进行船舶的声信息、振动数据以及混响数据采集,采用TMS320C50 DSP芯片作为船舶数据采集系统的核心处理芯片,数据采集系统包括传感器模块、滤波模块、信号检波模块以及PCI总线传输模块,在集成开发环境下进行船舶数据采集系统的硬件模块化设计。最后进行系统测试,本文设计的数据采集系统的增益放大倍数为12 d B,数据采集的时钟频率为33 MHz,总线传输速率可达到264 MB/s,性能指标表现优越。     

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ARM-FPGA的推进电机振动反馈系统设计

针对船舶推进电机监控精度高、实时性强等需求,本文提出一种基于ARM和FPGA的异构架构的电机振动信号反馈系统,对旋转机电设备的振动加速度信号进行采集处理分析,并根据控制器要求发送振动数据,实现了推进电机振动信号的实时反馈功能。实验验证了系统的精度与实时性,保证系统高效运行。     

基于云平台和分布式处理技术的船舶数据采集系统

船舶在工作过程中,许多数据以及相关参数需要采集,针对当前船舶数据采集系统可扩展性差,工作速度低,数据采集准确差的不足,设计了基于云平台和分布式处理技术的船舶数据采集系统。首先对当前船舶数据采集系统研究现状进行分析,指各种船舶数据采集系统的局限性,然后结合云平台和分布式处理技术的优点设计了船舶数据采集系统,最后通过具体仿真实验分析船舶数据采集系统的性能,结果表明,本文设计的船舶数据采集系统不仅可以同时对各种数据进行实时、在线采集,加快了船舶数据采集速度,降低了船舶数据采集误差,使得船舶数据更加完整、可靠,而且船舶数据采集系统的整体性能要明显优于参比的船舶数据采集系统。     

PLC在主轴扭矩转速信号采集中的应用

随着船舶动力系统的增强,主轴扭矩转速的异常变动会造成船舶的有害振动,从而影响航行的稳定性。通过对船舶主轴扭矩转速及振动数据采集,可以跟踪分析数据的异常原因、确定船舶振动能量及危害。本文以PLC为主控制器,设计一种实时船舶主轴扭矩转速及振动信号采集设备,实现了从低频至高频的全频段转速及振动高分辨率数据采集。     

船舶航行信号数据多通道并行采集系统设计

以往大部分数据采集系统利用CPLD采集船舶航行信号的方法存在效率不高问题。针对上述问题,设计一个高效率的船舶航行信号数据多通道并行采集系统。FPGA相关电路和DSP芯片构成系统硬件框架,设计FPGA处理模块、DSP控制模块以及接口模块,实现数据采集工作。并进行对比实验,实验结果表明:该系统在运行效率方面要优于传统采集系统,效率明显提高20%。     

基于Wifi的船舶状态数据采集系统设计

受采集结构和网络配线的局限,传统船舶状态数据采集系统的数据采集延迟性较高。为了解决这一问题,基于WiFi传输技术,设计船舶状态数据分布式采集系统。制备船舶状态数据采集器,作为采集系统终端二阶控制终端,利用内置传感器,实时采集当前船舶状态数据,通过3类不同传输端口,进行数据传导,利用无线网络相关技术,基于802.15无线标准传输协议,制备的一体化无线传输模块,连接采集器和局域网,作为传输通路,设计局域网入网协议,通过对无线数据信号的傅里叶变换,确定并保证数据信号伪随机码和当前局域网的载波同步,将无线网络传输的数据连入局域网,传输到控制区,实现数据采集。实验数据表明,应用设计系统后,船舶状态数据读取和输出延迟分别缩减了31%和27%,可以证明,该系统具有缩减船舶数据采集延迟的效果。     

船舶机电设备无线振动监测实验研究

为验证无线传感器网络及其架构在船舶舱室机电设备振动测试上应用的可行性。文章通过分析无线传感器网络的优势,对现有无线传感器振动监测节点进行改进,设计了一种适合于船舶舱室的高采样频率无线传感器节点及其振动监测系统,结合所开发的无线传感器网络监测系统讨论了传感器系统架构、监测节点以及软件的设计;以有线监测设备为测试对比对象,通过现场试验,比较研究无线传感器监测设备和有线监测设备在系统构架、数据采集、数据传输、数据精度等方面的表现,验证无线传感器监测节点在船舶舱室机电设备振动监测应用中的可行性。     

单片机在设备信号采集与分析处理系统中的应用

为了提高船舶设备的使用质量,延长船舶设备使用寿命,有必要对船舶设备的信号采集、分析和处理过程进行系统研究。船舶设备信号包括电路信号、模拟量信号、声音信号和振动信号等,本文研究的对象是船舶设备的振动信号和噪声信号采集和分析,主要是因为这2种信号与船舶设备的运行状态息息相关,可以快速反映船舶设备的运行工况。本文介绍了基于单片机的船舶设备信号采集系统的基本框架,设计了船舶设备信号采集与处理系统的硬件电路和软件流程,对改善船舶设备的信号采集与分析能力,提高船舶设备故障诊断与监控水平有一定的作用。     

基于云计算平台的船舶航行数据实时快速采集系统设计

为给船舶航行控制、运维等提供数据,设计基于云计算平台的船舶航行数据实时快速采集系统。该系统数据源模块利用数据采集装置采集船舶实时航行数据,通过接收机和广播信号将其传输到DDN网络模块内,该网络模块通过路由器、交换机等将船舶航行数据传输到服务模块内,该模块通过采集服务和其他服务内的单元执行数据采集、数据异常分析、告警以及采集远程控制等功能,并将数据采集、分析等结果传输到应用模块内,应用模块通过数据实时显示、数据查询等单元为用户提供数据采集与分析等结果。实验表明,该系统采集船舶航行数据较为精准,且采集数据的实时性较好。     

嵌入式数据的船舶航行数据采集系统

针对传统船舶航行数据采集系统自身存在的采集效率低的问题,提出设计基于嵌入式数据的船舶航行数据采集系统。利用基于嵌入式技术,创建嵌入式DSP控制模块为主定位航行数据采集硬件,对传统采集系统硬件基础进行更新;修正传统采集系统内部采集算法,将浮点DSP波形成束算法写入创建的采集硬件主控,使其与采集系统对接,并对传统算法逻辑错误进行更新修正。仿真实验测试证明,提出设计的基于嵌入式数据的船舶航行数据采集系统,在采集效率低问题上具有明显的修复改善作用,满足设计需要。     

船舶电力推进系统螺旋桨负载实时监测研究

通过对船舶电力推进系统螺旋桨负载的实时监测,提高对船舶电力推进系统的状态监测和故障分析判断能力,提出一种基于高阶统计量特征提取和串行D/A转换控制的船舶电力推进系统螺旋桨负载监测方法。采用振动传感器进行船舶电力推进系统螺旋桨的振动信号采集,振动信号能有效反映电力推进系统的负载特征,对采集振动信号进行时频分析和高阶统计量特征提取,以提取的特征量为测试集,进行负载监测的信号分析。在此基础上,基于ADSP21160处理器系统进行负载实时监测系统的硬件设计,通过D/A转换控制方法提高负载监测的实时性和准确性。仿真结果表明,该方法进行船舶电力推进系统的负载监测的实时分析能力较强,信号采集和输出的准确性较好。     

高频冲击信号下击穿柴油机敲缸故障诊断系统设计

传统的故障诊断系统容易受内部运动部件惯性力的影响,无法准确判断故障原因,为此,提出高频冲击信号下击穿柴油机敲缸故障诊断系统设计。系统硬件由振动传感器、信号调理器、数据采集卡这3个硬件结构组成,主要负责采集和处理振动信号;系统软件是在LabVIEW开发平台完成的,主要负责测试待读取采样和电压信号。软、硬件结合完成高频冲击信号下击穿柴油机敲缸故障诊断系统的设计。实验分别测试2个系统测量A1缸的振动信号,在根据获取的一系列参数进行计算误差分析,实验结果表明,所建系统在采集精度上明显高于传统的故障诊断系统,能够准确判断击穿柴油机敲缸的故障原因。     

船舶姿态测量信号采集系统

针对传统的船舶姿态测量信号采集系统存在的采集精度低、信号响应时间长等缺点,提出船舶姿态测量信号采集系统设计。首先,通过信号感应模块、信号转换模块和信号汇总模块,对信号采集系统的总体框架进行设计;然后,根据总体框架,通过加速度传感器、倾斜角传感器、变压器、电压/电流转换器和RDC芯片等完成系统的硬件设计,通过对倾斜角的正弦信号和余弦信号转换,对加速度进行电压/电流信号转换,实现船舶姿态测量信号采集系统的软件设计,至此完成船舶姿态测量信号采集系统设计。实验结果表明,与传统的船舶姿态测量信号采集系统相比,提出的船舶姿态测量信号采集系统的采集精度更高,其采集误差可减少2.4°,对信号的响应时间可减少350 ms左右。     

基于FPGA的船舶航行视频采集系统设计与实现

为解决常规船舶航行视频采集系统在复杂海况环境下,存在视频采集分辨能力较低的不足,提出了基于FPGA的船舶航行视频采集系统设计与实现。依托船舶航行视频采集系统执行机构设计、控制电路设计,实现了系统硬件设计;基于船舶航行视频采集系统网关结构设计、控制过程设计,完成了系统软件设计,实现了FPGA的船舶航行视频采集系统设计。试验数据表明,提出的船舶航行视频采集系统较常规船舶航行视频采集系统,视频采集分辨能力提高47.82%,适合在复杂海况下进行视频采集。     

船舶柴油机轴向异常振动监测智能系统

针对传统振动监测系统在一定时间内处理数据量少的问题,设计船舶柴油机轴向异常振动监测智能系统。设计由KTR微型自恢复式位移传感器、AD转换器和滤波芯片组成的系统硬件。在硬件部分的基础上设计系统的软件部分。使用傅里叶变换处理采集的振动信号,根据EMD分解原理提取可能的异常振动信号。在神经网络中,将信号与模板异常信号匹配,完成对轴向异常振动监测智能系统设计。通过与传统振动监测系统的对比实验,证明了设计的智能监测系统能够在相同时间内处理更多的数据,具有优越性。     

虚拟仪器技术在船模试验水池实时数据采集的应用

在舰船设计和制造过程中,研究人员利用船舶模型的水池试验可以采集船舶在一定海水环境下的航速、动力系统性能等重要参数,对指导和改善舰船的设计水平有重要的意义。为了使水池试验的效果最大程度贴近船舶实际工况,需要建立试验水池的波浪控制系统和数据采集系统。本文针对船模试验水池的实时数据采集系统,利用虚拟仪器技术、LabVIEW软件平台和NI数据采集卡、运动控制卡等硬件,设计了一种多通道的船模试验水池数据采集系统,并对该系统的工作原理和硬件结构进行详细介绍。该船模试验水池的数据采集系统可以有效采集船模在一定激励作用下的运动参数,对改善船舶结构和功能设计有重要作用。     

基于CAN总线的船舶声纳数据采集系统分析

声纳上传的数据需要高速的具有合适采集频率的数据采集系统才能够实现对船舶声纳数据的提取和分析，文章设计了基于CAN总线的声纳数据采集系统，完整的给出了数据采集系统的总体结构和采集节点的硬件构成，在此基础上重点分析了数据采集系统采样频率和CAN总线接口电路的设计，对于船舶声纳数据采集系统的研究具有一定的借鉴意义。     

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。