基于PLC技术的舰船机电设备控制系统

提升舰船机电设备的控制响应效率,降低控制偏差,设计基于PLC技术的舰船机电设备控制系统。该系统依据数据采集模块获取舰船机电设备运行数据,由通信模块的CAN现场总线和有线通信协议,向控制模块中传送采集的相关数据;控制模块接收并存储传输的数据,以PLC可编程控制器为核心,结合动态矩阵控制方法,完成舰船机电设备的一体化控制,控制指令通过PLC输出端子进行发送,各个机电设备则依据控制指令进行控制,并且将控制结果通过人机交互界面进行展示。测试结果显示,该系统的控制指令执行时间均低于0.8μs/条,控制结果的偏离程度均在0.052以下,能够精准完成舰船航行速度的控制。     

贝叶斯统计模型在舰船机电自动控制系统中的应用

为提升舰船机电自动控制效果,设计贝叶斯统计模型的舰船机电自动控制系统。现场设备层采集舰船机电设备运行数据,利用贝叶斯统计模型检测运行数据内的异常值,并剔除异常值,可编程逻辑控制器依据机电设备运行数据,确定机电控制向量;用户操作终端依据控制向量,生成舰船机电控制指令,经由传输层传输至现场设备层,利用执行机构按照控制指令自动控制机电设备。实验证明,该系统可有效采集舰船机电设备运行数据,并实现异常值检测,精准自动控制舰船机电。     

船舶机电设备振动信号数据采集系统

为了提高船舶机电设备振动信号数据采集系统的整体性能,提出船舶机电设备振动信号数据采集系统设计。以无线检测为基础,设计数据采集系统结构和船舶机电设备振动信号数据采集卡,完成系统的硬件设计;通过剔除影响系统运行参数,计算了船舶机电设备振动信号数据采集参数,结合振动信号采集原理,设计了船舶机电设备振动信号数据采集程序,完成系统的软件设计,实现了船舶机电设备振动信号数据的采集。实验结果表明,提出的数据采集系统可以提高船舶机电设备振动信号数据采集精度,缩小数据采集时间,提高数据采集效率。     

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。     

船舶航向自适应神经网络鲁棒跟踪控制

针对存在不确定性和带有完全未知时变环境扰动的船舶航向非线性控制系统,将指令滤波技术和反步法相结合,设计了一种船舶航向自适应神经网络鲁棒跟踪控制器,该控制器的提出不依赖于外部扰动任何的先验信息。首先,利用神经网络补偿船舶航向非线性控制系统中的非线性项;设计自适应律在线更新神经网络权重向量和估计时变环境扰动的未知界。为了避免传统反步法中对虚拟控制律的反复求导,引入指令滤波技术,使得所设计的航向自适应神经网络跟踪控制器具有结构简单、易于工程实现的特点。理论分析表明,所设计的控制器能使船舶实际输出航向以任意期望的精度跟踪给定的参考航向,保证船舶航向闭环控制系统中所有信号一致最终有界。最后,以大连海事大学远洋实习船“育龙”轮为例进行仿真,仿真结果验证了所提控制器的有效性和鲁棒性。     

基于单片机的船舶通用型风险报警系统

为了降低现有船舶报警系统的实际运行负荷,基于单片机设计了船舶通用型风险报警系统。制备船舶设备信号采集器,利用单片机和芯片组,组成采集器中央控制区,提取并分析当前设备运行信息,搭配光电隔离技术,保证信道光电输出的恒定性,以逻辑输出型传感器为核心,设计系统报警器,通过温度模拟传感器和无线传输模块,与信号采集器电路之间形成信号数据通信和控制,开发环境数据通信程序和报警检测程序,驱动系统核心硬件,通过CAN总线网络协议,以报文的形式传递中央控制指令,实现风险报警。实验数据表明,该风险报警系统,常态驱动下运行负荷同比下降了42%左右,风险驱动下运行负荷降低了47%,可以有效降低报警系统运行负荷。     

冲击环境下舰船机电设备的一体化控制方法

为解决在冲击环境下,常规的舰船机电设备控制方法稳态误差过大的问题,提出冲击环境下舰船机电设备的一体化控制方法。根据控制数据或事件状态,建立一体化控制矩阵模型,描述数据动态行为,利用遗传算法优化控制任务分配过程,协调主控机处理相同任务设备间的关系,引入PLC控制器和CAN通信协议,实现机电设备一体化控制。由实验结果可知,一体化控制方法的稳态误差为191.35,低于常规控制方法 195.78,表明冲击环境下舰船机电设备的一体化控制方法稳态误差更低,控制效果更好。     

船舶通信网络的嵌入式无人巡视系统设计

传统巡视系统采用人工与自动化结合方式,存在巡视结果精准度较低的问题,为了解决该问题,提出了船舶通信网络的嵌入式无人巡视系统设计。依据无人巡视系统基本工作原理,设计主控系统结构,采用RS232接口连接主机硬件各个电路模块,利用数据重发机制改善传统RS422总线接口可靠性低的问题。根据硬件设备捕捉到的监控画面,采用帧间差分法获取最优遥测图像,通过AT短信息提示指令接收遥测信息,完成串口信息接收,实现嵌入式无人巡视系统设计。由实验结果可知,该系统最高控制效果可达到98%,为船舶工作人员安全提供保障。     

基于PLC的船舶燃油锅炉启动控制方法

传统船舶燃油锅炉启动控制普遍采用电子继电器触发接触控制器的方式,通过感应电路对启动指令进行接收,再由转发元件对数据进行信号转换、转发,最终由接触控制器执行控制指令。在此过程中,受到指令信号多次转换的影响,出现信号执行的瞬态误差,导致锅炉启动控制响应力下降,直接影响锅炉的启动成功率。针对问题产生原因,本文提出基于PLC的船舶燃油锅炉起动控制方法研究,基于PLC控制技术,引入CDGH二阶感应分析算法,对燃油锅炉启动数据信号进行点对点的优化计算分析,通过对指令传输过程曲线的分析,找到控制过程中的瞬态误差变量;根据得到的瞬态误差变量数据加入PLC控制硬件对误差变量进行硬件端修正,同时建立新的启动指令传输通道,实现新老硬件的数据对接;最后,通过仿真实验对提出的方法进行有效性验证,证明提出方法对解决燃油锅炉启动控制向应力下降问题,效果明显满足设计要求。     

空间数据库技术在离岸船舶信息管理中的应用

离岸船舶在航行过程中会产生大量信息,但传统管理方法的信息检索能力较差,导致信息分类后的集合中掺杂大量其他属性数据。针对此问题,本研究利用空间数据库技术对离岸船舶的信息展开高效管理。根据实体数据与其他空间数据之间的关系,设置空间数据存储模型,然后建立DR-R-树结构,并设计模型索引模式。基于此,根据不同的空间数据类型,利用空间数据库技术整合离岸船舶信息。实验结果表明:与传统信息管理方法相比,利用本研究设计的管理方法分类离岸船舶信息后,集合中掺杂的其他属性数据较少,满足预期研究的要求。