“天麒”船自动三缆定位控制系统的设计与实现

为满足绞吸式挖泥船在风浪条件下的施工需求，针对三缆定位控制系统进行了深入研究，开发出一套适合绞吸式挖泥船的自动三缆定位系统，并将该系统成功应用于“天麒”船。该系统采用双PID控制思想，对变频器速度环进行有效控制，可以使得船舶在步进过程中既能保证按施工线方向行走，又可减少风浪流对定位过程的影响，从而实现船舶快速定位，提高施工效率。     

单片机船舶导航自动控制系统

在传统船舶导航自动控制系统中,导航角度与控制角度存在一定的偏差,导致船舶实际输出控制量超出导航偏差修正范围,自动控制变量精度降低。为了提升自动控制系统的控制精度,提出采用单片机的船舶导航自动控制系统。利用单片机的高度集成性,建立导航信号与控制器信号的容错处理框架。在框架基础上,对导航角度与控制量之间的偏差进行高精度计算。获得高精度偏差系数后,根据偏差系数对控制量进行容错控制计算,从而提升船舶导航自动控制精度。最后,通过与传统控制系统的控制精度对比实验,证明提出设计系统的有效性。     

深层搅拌船的自动锚泊定位系统设计与实现

为满足国内首次研发的深层搅拌船的锚泊定位精度，充分考虑作业条件和工作效率，开发出一套全新的自动锚泊定位系统。将模糊控制与状态机控制思想相结合应用于锚泊定位系统，对船舶的当前状态进行模糊控制，状态机将锚泊定位过程划分为若干状态，不同状态采用不同的控制参数，保证船舶快速和精确地定位。结果表明，该系统在满足工程需要的同时，提高了施工效率，取得良好的效果。     

用VB实现船舶运动航迹控制轨迹

用VisualBasic重新设计并改进了原用C语言实现的船舶航迹控制显示系统，该系统可实现船舶运动轨迹的空间图形显示，具有四种放大和缩小比例尺，能够通过数据库中设计的航线自动给出船舶运动轨迹，柯在参数窗口中任意更改航迹偏差带，操作方式等参数，采用PID控制算法进行了船舶航迹控制仿真，针对原系统图形换屏显示时船舶航迹有时位于屏幕一角及航迹偏差带有时宽窄不一致的问题，重新设计了换屏技术及采用了新的偏差带的画法，根据船舶运动计划航线决定船舶进入屏幕的点，保证了船舶位于屏幕中部，偏差带绘制采用了平行线的原因，保证了偏差带与航线保持平行。系统采用了墨卡找海图，改正了原系统中每一分纬度线之间长度一致的问题，实现了随纬度增高纬度线之间 的长度渐长，整个人有交互性强，界面美观等优点。     

船舶动力定位中的模糊控制器优化技术

动力定位系统是一种闭环控制系统，采用推力器来提供抵抗风、浪、流等作用在船上的环境力，从而尽可能使船舶保持在海平面要求的位置上。在传统模糊控制的基础上，将遗传算法引入模糊控制器的设计当中，根据已知的模糊控制规则，对模糊隶属度函数自动寻优，该方法用于船舶动力定位中，对船舶纵向运动进行控制与仿真，仿真结果证明遗传算法优化的有效性。     

深层搅拌船处理机位置推算及自动锚泊定位系统设计

依托香港机场第三跑道建设项目,针对沉桩施工深层搅拌船人工移船缓慢、精度偏差大等问题,通过查阅国内外相关资料,研究如何通过GPS推算目标桩实时位置,并在短时间内通过自动锚泊定位将船舶移动到目标位置;采用高精度坐标系转换、基于船舶空间坐标系桩位推算以及降低船舶摇晃周期影响的滤波算法,利用高精度传感器及控制单元设计出高精度自动锚泊定位系统,定位精度在0.1 m内,角度偏差在0.2°以内。该系统的成功应用不仅提高了深层搅拌船的施工效率与施工精度,而且降低了施工人员的劳动强度,并为类似船舶的移船控制系统设计提供了有效的解决方案。     

基于T-S模糊模型的船舶推进系统故障诊断研究

基于船舶推进系统基准(SPSB)测试平台,建立了船舶推进控制系统的T-S模糊模型,结合满意控制理论,通过模糊化与反模糊化将船舶推进系统分成多个局部子系统,给出了各局部子系统在执行器恒偏差故障下,满足多个性能指标约束的故障诊断观测器设计方法。利用Simulink工具箱建立了仿真模型,验证了船舶推进控制系统多性能指标约束下故障诊断观测器的正确性与有效性,为船舶推进系统的故障诊断提供了新的思路。     

嵌入式角度同步机测试系统研究

在船舶控制领域,嵌入式控制器对提高控制系统的性能和安全性作用巨大。尤其是在角度位置信号的测量非常重要,通过对角度信息进行监测,船舶能够在航行中准确定位,避免出现偏差。本文设计嵌入式角度同步系统,以及通信模块、数据处理模块和温度补偿电路。通过对误差角度的仿真分析,本文设计的同步机测试系统能够有效监测船舶的航行角度。     

船舶成品管尺寸偏差自动测量系统

针对使用传统量具对船舶成品管尺寸偏差进行检验存在效率低、误差大等问题，设计一种基于多相机摄影测量系统的船舶成品管尺寸偏差自动测量系统。该系统由近景工业摄影测量双相机系统、扫码枪软件集成系统、实时数字化分析软件和编码定位工装组成，实现不同种类成品管的实时在线检测工作，并出具检测结果报告。该系统可提高船舶成品管的检测精度和检测效率。     

侧推器和控制系统的联合研制

本文简介了日本三井公司和海鸥螺旋桨公司研制和设计的侧推器与控制系统的联合装置。侧推器采用TC-200型可调螺距螺旋桨。控制设备采用电子计算机。模拟试验结果表明,位置允差小于5％水深,角度偏差小于±10°。该装置非常适用于要求动力定位的船舶。     

基于模糊神经网络的动力定位系统

针对船舶动力定位系统，采用神经网络来实现模糊控制的模糊化、规则推理到反模糊化的整个过程，并且采用BP算法进行网络学习；同时针对船舶的纵向运动进行了仿真、比较与分析。仿真结果表明，这种模糊神经网络对船舶的动力定位实施的可行性及有效性。     

基于以太网的船舶动力定位控制系统设计

动力定位系统是现代深海船舶和海洋平台必不可少的支持系统,该文提出了一种基于以太网技术的船舶动力定位控制系统设计方案,并以"锋阳海工"号铺缆船为目标,进行了实船控制系统的研制工作,该控制系统经1:13的水池模型验证,获得了良好效果。     

船舶修造企业安全生产标准化管理系统设计

在对船舶修造中的危险源进行了系统分析的基础上，通过对船舶修造企业安全生产中的危险源辨识、危险因素评价和危险控制，以ASP．NET为开发工具，通过模块化设计，开发了船舶修造企业安全生产标准化评估软件，使用户在软件的指导下，确定各项评估所需参数，简化了船舶修造企业安全生产标准化评估过程避免了因人为取值偏差、计算错误等外在因素导致的评估结果的系统偏差。系统能够快速、准确、高效的对所评估项目需要的各项指标进行计算分析，并自动生成完整的评估报表。确定可能存在的危险因素，并对其危险状态进行等级划分和安全评估，然后再根据不同的危险评估结果采取相应的预防措施进行控制．从而可以有效地预防、减少和控制事故的发生。     

J型铺管船动力定位性能研究

本文对J型铺管船的静、动态动力定位性能开展研究,得到风速包络线和推力使用率,确定了铺管船能够抵抗的极限载荷,以及在作业工况下推力使用情况。在时域中对动力定位的J型铺管船进行了运动模拟,确定了船舶的定位精度,并对铺管作业对定位能力的影响展开研究,研究了以不同角度进行管道铺设时对推力使用率的影响,在时域中研究并比较分析了进行铺管作业船舶的动力定位精度。本文明确了船舶在铺设管线时的动力定位能力,为工程实践提供参考。     

一种环保的水下封闭扩散式铺砂装置的水力方案设计

在填海造地工程中需要通过吹填完成水下铺砂,以往的施工工艺在进行水下铺砂时容易造成水体污染,同时吹填区铺砂浓度与砂土粒径分布很不均匀。介绍一种环保的水下封闭扩散式铺砂装置,该装置根据水动力学原理设计,采用封闭的扩散式加内部导流板的结构形式,实现水下大面积高效率环保铺砂作业。该水下封闭扩散式水力铺砂装置由进口段、扩散段和内部导流板组成。采用计算流体动力学(CFD)方法,以清水为介质对铺砂装置内部流动进行数值模拟,分析不同导流板设置对铺砂装置流动特性、铺砂均匀度的影响。最终设计的水下铺砂装置具有施工环保、结构简单、单程铺砂面积大、铺砂效率高、铺砂均匀等优势。     

船舶自动舵控制系统实施改造的研究及实现

介绍了TS-75型自动舵系统的组成概况，分析了舵机抖动的机理，指出了该舵机抖动的根本原因是由于其控制电路的故障引起的，并提出解决该问题的有效方法是利用PLC（Programmable Logic Controller）技术对舵机控制系统进行改造。通过对船舶自动舵控制系统的控制原理、控制方法及存在的问题进行研究后，设计了基于PLC技术的自动舵控制方案，讨论了其具有的优点。利用PLC的模块化结构组态自动舵控制系统，实现船舶自动舵的自整定PID（Proportional Integral Differential）制，说明了STEP7 PID—TUNE的使用方法。基于PLC自整定PID控制的自动舵满足船舶的各种动态特性指标，能提高舵机控制系统的可靠性和经济性。     

基于自抗扰控制技术的船舶航向自动舵控制方法研究

本文基于线性Nomoto船舶运动模型,以传统PID控制器为基础,考虑到船舶自身状态和外界未知干扰对船舶航向系统的影响,对船舶航向自动舵控制系统引入自抗扰技术,建立以自抗扰控制方法为基础的船舶航向控制系统。最后利用Simulink仿真软件搭建系统的仿真模块,对改进的船舶航向控制系统的性能进行仿真验证。结果表明该方法具有较强鲁棒性、抗干扰性,解决了超调性与快速性之间的矛盾。在应对海上复杂的环境时有良好的动态性能和稳态性能。     

基于CS31总线的双冗余船舶电力推进控制系统设计

文章采用ABB的AC500系列PLC进行了基于CS31总线的双冗余船舶推进控制系统设计,介绍了控制器、通讯总线、电源和部分重要接口的硬件冗余实现方案,陈述了双冗余船舶电力推进控制系统的推进和舵桨控制接口,阐述了电力推进控制系统的功能。文章设计方案实现了推进控制系统的热冗余,即某一器件故障时能不停机自动切换至备用的器件工作,明显提高了船舶的安全性和可靠性,对电力推进船舶的智能化和无人化发展具有重要的意义。     

广义预测理论在动力定位系统中的应用

在船舶动力定位系统中,利用预测理论可以对船舶动力进行合理的控制,使船舶在海浪、海风等干扰作用下具有更高的响应速度,保障船舶定位系统的抗干扰水平和精度。本文首先对船舶动力系统的控制原理进行介绍,通过建立船舶的干扰力模型,结合广义预测理论,设计船舶动力定位控制系统。仿真结果表明,该船舶动力定位控制系统具有良好的控制效果。     

非线性Backstepping算法在舰船动力定位系统控制的应用

船舶动力定位系统是一种闭环控制系统,通过检测船舶的位置、状态信号,控制船舶推进器产生相应的动力,抵消干扰作用力,使船舶能够相对稳定的定位。本文的研究内容是船舶定位系统的控制算法,通过建立船舶动力定位系统的函数模型,结合Backstepping算法,设计一种新型的船舶动力定位控制系统,通过仿真实验证明了该船舶动力定位控制系统的有效性。