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。     

联合船机电系统的舰船自主控制模型研究

船机电系统为舰船任务执行提供必要的服务支持,如水、电、油以及机动性,是舰船其他系统以及整个舰船正常工作的基础,而现今船机电系统大多依旧基于"人在回路"传统方式进行控制及决策,增加了对人员配置的需求和运行成本。为此,结合大型水面舰艇船机电系统物理模型特征,提出了一种基于功能接口的分层建模仿真方法,建立了联合船机电系统的自主控制模型,实现船机电系统作业模式与损害管制方式从传统基于人员运行向自主运行转变。仿真实验表明,使用该模型可使船机电系统平台具备正常、故障和损害情况下无人监督时自适应性重构与自主执行能力,有效提高舰船平台自动化水平与整体生命力。     

舰船机电系统监控网络的光纤化设计

改进和提高舰船机电系统监控网络的抗电磁干扰性能,根据舰船机电系统监控信号的特征,以某型船为模型,设计了一套用于舰船机电系统的以光纤为主要传输介质的通信网络,分析了该网络的组网方式、拓扑结构,设计了通信信号的帧结构,并对几种不同情况下环网的自愈能力进行分析.通过对舰船机电系统监控信号和各节点特征的分析,证明该光纤环网的可行性.     

舰船机电器材备件战备储备定额研究

建立了以战损消耗和非战损消耗两部分组成的舰船机电器材备件战备储备定额模型。提出了战损消耗部分舰船机电器材备件战备储备定额的计算方法,以平时消耗为基础,提出了非战损消耗部分舰船机电器材备件战备储备定额的计算方法,并依此模型对两型舰船战备储备定额进行了计算。     

舰船框架式断路器瞬动脱扣故障自动校验方法

传统的断路器瞬动脱扣故障自动校验方法存在校验延时长的缺陷,为此提出舰船框架式断路器瞬动脱扣故障自动校验方法研究。采用红外热像仪装置对断路器红外图像进行采集,利用加权平均法与中值、均值结合滤波分别对断路器红外图像进行灰度化处理与消噪处理,采用K均值聚类算法对处理好的断路器红外图像进行分割,得到断路器瞬动脱扣目标区域,对其特征值进行计算,与断路器瞬动脱扣故障特征值进行比较校验,实现了对舰船框架式断路器瞬动脱扣故障的自动校验。实验结果表明,提出的断路器瞬动脱扣故障自动校验方法的校验延时比传统方法少了3 s,说明提出的断路器瞬动脱扣故障自动校验方法具备较高的有效性。     

舰船空气采样感烟探测技术的应用研究

介绍了空气采样感烟火灾探测技术的工作原理和特点,结合舰船消防系统火灾探测技术现状和探测保护部位的特殊性,设计了舰船典型机电舱室的空气采样感烟探测报警系统,通过建立陆上燃烧室模拟实船机电舱室保护区进行了火灾探测对比试验。     

船舶环形区域配电系统的自动化监控技术研究

随着现代舰船技术的发展,舰船电力系统容量不断提升,对舰船电力系统的可靠性提出了更高的要求。舰船的环形区域配电系统很好地解决了电力系统的可靠性问题。本文介绍舰船配电系统常用的几种方式,着重分析了环形配电方式及其优点;讨论舰船区域配电系统及其构成的模块,并给出舰船区域配电系统的结构图,总结了舰船区域配电系统建立的目标;提出2层现场总线的监控系统和3层现场总线的监控系统,并分析2种监控系统应用场景。这对我国舰船区域配电监控系统可靠性的提升有着重要意义。     

舰船综合报警系统研制

随着信息技术的发展,现场总线技术在舰船综合报警系统中得到了广泛应用。舰船综合报警系统主要用于对船体及船上主要设备进行监控,确保舰船运行过程中的安全。文章介绍了某型舰船综合报警系统的功能,设备组成,工作原理,并着重分析了该系统的技术特点。     

舰船电力系统的非侵入式电力负荷分解技术

舰船作为机电液一体化装备,其中包含的系统非常多,而电力系统在所有系统中最为重要。舰船上的大部分设备,都需要通过电力系统进行供电才能保持正常工作。因此,保证电力系统的稳定性对于舰船而言尤为必要。为实现这一目标,应当对舰船上的侵入式电力负荷进行分解和监测。基于此点,本文从舰船电力系统的构成及其特点分析入手,论述了舰船电力系统非侵入式电力负荷分解技术。通过本文的研究能够对提升舰船电力系统的运行安全性和稳定性提供一定的支持。     

船机电系统自主控制平台及资源分配策略

针对船机电系统大多依旧基于"人在回路"通讯及独立决策模式,难以进一步精简人员配置和提升运行效能的问题,提出一种船机电系统自主控制平台。该平台采用多代理(Multi-Agent)分级控制结构联合船机电系统,基于资源分配策略模型自主进行系统资源分配与任务调度,使舰船平台具备无人监督时的自重构与自决策执行能力,实现船机电系统作业模式从传统的基于人员运行向自主运行转变。试验表明,该平台能够自主结合任务需求和环境条件进行决策评估与资源优化,可有效提高舰船平台的整体生命力和任务执行效能。     

基于翼型理论的风帆助航技术分析

分析目前船舶利用风能辅助推进的方式,在模型试验的基础上,分析翼型风帆和传统风帆的动力特性.对船舶应用基于翼型理论的风帆助航技术的经济性进行分析,提出在当前形势下船舶采用风帆助航技术的必要性及后续需要解决的问题.     

基于Multigen-Vega的破损舰船虚拟进坞视景研究

文章针对破损舰船修理过程中的进坞问题,研究了其建模和实现技术,利用虚拟现实开发软件Multigen建立破损舰船模型和逼真三维地形模型,并重点就建立三维虚拟模型和实现实时控制的关键技术进行了研究。     

一种新型船舶排油监控系统的研究

为解决当今世界船舶排油污水造成海洋环境污染并大量消耗石油能源的问题,根据相关法规探讨了船舶排油污染的现状,分析现有主流排油监控系统的不足之处,在此基础上改进和设计出一种新型的船舶排油监控系统．介绍新型船舶排油监控系统运行前的准备工作,并利用组态软件MCGS对该系统运行的工作流程进行实时模拟和数据的分析．新型船舶排油监控系统具有安全可靠、集成度高、人机界面丰富等优点．模拟运行结果表明,新型排油监控系统能满足操作人员实时监控船舶排油过程,随时查询历史数据和报警数据等功能,分析结果满足预期设想．     

超大型船舶栈桥码头安全系泊技术试验研究

系泊安全问题,随着超大型船舶运输和开敞式深水泊位的出现日益显得重要。这类事故不但造成船舶的重大损失,还直接威胁港口的安全。本文以模型试验为基础,对影响系泊安全的各相关因素进行了定量测试,获得了大量数据,再根据实地潮流资料,对中国远洋运输公司“普安海”轮系泊北仑港和宝钢主原料码头时所受的流压力的数值范围进行了估算。最后本文列出系泊安全的技术措施,为船舶安全生产和码头泊位设计提供了参考依据。     

动力定位作用下S型铺管作业耦合运动分析

文章建立了S型铺管船的船体、托管架和管线动态耦合模型。考虑了海浪、风和海流载荷作用下以及动力定位系统的控制下,分析时域内管道对船舶运动和受力特点的影响。主要包括：建立起重铺管船的动力定位运动模型,建立基于碰撞-接触原理的V型托辊和托管架模型,设计具有PID伺服系统的张紧器模型,提供连接托管架和船尾的非线性弹性铰接模型。进行时域动态模拟得到结果,通过与非铺管作业工况下的运动响应的对比表明,管线对船舶横摇运动影响较大,对纵摇和垂荡运动有一定程度的影响;管道对船舶纵荡、横荡和艏摇三个自由度上的受力影响极大。     

液压销孔式升降系统结构分析

升降系统是自升式风电安装船的核心设备,其结构稳定性是其平台和桩腿顺利实现升降的保证。本文以某自升式风电安装船的液压销孔式升降系统为研究对象,采用有限元方法建立其部件的结构模型,给出结构分析的载荷及边界条件,并运用有限元分析软件Ansys对各工况下的受力与变形进行求解,对计算结果进行分析和评估。研究结论为升降系统的设计与制造提供了理论指导,并为此类结构受力的设计计算提供参考。     

全回转起重船多系统耦合运动响应仿真分析

根据运动学基本原理,计入船-吊物、船-锚链耦合影响以及起重船自身受到的外环境载荷,建立船舶多系统运动模型。利用MATLAB/Simulink软件进行仿真,对多系统耦合作用下的船舶运动进行数值分析。分别在不同的遭遇浪向角和不同的吊臂回转角下,对船舶在各自由度上的位移进行比较,得到其对船舶运动参数的影响规律。结果表明:起重船运动过程中因计入多系统耦合影响,自身运动也表现出更为符合实际的运动特性,为准确预报全回转起重船多系统的运动响应提供了更为科学的理论依据。     

250TEU江海直达敞口集装箱船船型经济论证分析

以250TEU江海直达敞口集装箱船为研究对象,利用V isual C 平台建立了此类船舶船型技术经济论证的一般程序,并给出了符合250TEU江海直达敞口集装箱船技术要求和经济要求的可行方案,以及优选方案的敏感性分析结果。     

舰艇编队防空火力分配多准则微分对策模型研究

火力分配是舰艇编队防空作战指挥决策的关键环节。随着现代高技术在军事领域的应用,对防空作战指挥的实时性和高效性提出了更高的要求。为保证编队指挥员及时作出科学的决策,必须建立贴近现代战争实际的火力分配模型。文章针对舰艇编队防空作战的特点,利用微分对策理论,建立了多种优化准则下的火力分配模型,构建了相应模型的逐点拉格郎日函数求解方法,并设计了模型的迭代求解过程。     

Validation of vessel seakeeping model tuning algorithm based on measurements at model scale

Wave-induced vessel motion prediction plays a critical role in ensuring safe marine operations. The operational limiting criteria can usually be calculated by applying presumed linearized vessel motion transfer functions based on the specified vessel loading condition, which may deviate from the real vessel condition when the operation is executed. Reducing the uncertainties of the onboard vessel loading condition can therefore improve the accuracy of vessel motion prediction and hence improve the safety and cost-efficiency for marine operations. However, parameters related to the onboard vessel loading condition can be difficult to measure directly, such as the center of gravity and moments of inertia. In addition, the hydrodynamic viscous damping terms are always subject to significant uncertainties and sometimes become critical for accurate vessel motion predictions. A very promising algorithm for the tuning of these important uncertain vessel parameters based on the unscented Kalman filter (UKF) that uses onboard vessel motion measurements and synchronous wave information was proposed and demonstrated previously by application to synthetic data. The present paper validates the UKF-based vessel seakeeping model tuning algorithm by considering measurements from model-scale seakeeping tests. Validation analyses demonstrate rational tuning results. The observed random errors and bias in relation to the measurement functions due to the applied simplification and linearization in the seakeeping simulations can lead to biased tuning. The importance of designing the state space and the measurement space is demonstrated by case studies. Due to the nonlinear relationship between the uncertain vessel parameters and the vessel motions, the tuning is shown to be sensitive to the mean state vector and selection of the surrounding sigma points.