自动性能监测提高“海狼“号潜艇控制系统维修性

讨论了提高“海狼”号潜艇控制维修性的能力，以及如何在研制和初步使用中证明该系统是否有效的问题，这些能力包括自动性能监测、故障定位及其有能对该系统故障监测的输出入的维修计算机。这种自动性能监测和故障定位方法的成功，显示了减少未来潜艇和水面舰船上控制装置操纵维修人员的可能必。必须注意“海狼”号艇的自动性能监测和故障定位软件的有效性是与容错设计中固有的冗余度有关。     

电力推进船舶电网集中监控系统研究与开发

为了提高船舶电力系统运行可靠性和故障检测能力,通过分析电力系统功能和任务,提出了以集中监控装置为控制层,以现场控制装置为服务层,以信息采集设备和电力系统设备为数据层的三层分布式架构,研究并开发了船舶电网集中监控系统。本文详述了该电网集中监控系统组成、功能和软硬件设计方案。实船试验表明,该电网集中监控系统实现了船舶电力系统集中监测、控制、保护和管理,保障了电力系统的安全、稳定、连续、经济运行。     

基于大数据的舰船远程实时监控系统

由于在利用原有系统进行舰船远程实时监控时,在数据变化周期为0.5～2.4 s的范围内,存在图像传输速率较低的问题,因此提出一种基于大数据的舰船远程实时监控系统。系统的硬件构成为冗余模块、控制模块、自适应网卡模块。其中冗余模块由冗余电源、冗余机架、主机架、CNBR总线构成,控制模块选用的微控制芯片型号为STM23F704ZGT5,自适应网卡模块由网络变压器的JR54头与PHY芯片构成。系统的软件构成为监控模块、数据库模块。监控模块由数据打印和管理单元、报警显示单元、数据多形态显示单元等单元构成,数据库模块的开发语言为VC++,其操作与访问技术为ADO技术。通过硬件与软件相结合实现舰船的远程实时监控。为证明该系统的图像传输速率性能,将其与原有系统进行对比实验。实验结果证明该系统的图像传输速率最高,实现了数据传输性能的提升。     

船载通信监控网络对北斗高频信号的捕获技术

北斗卫星是我国自主研发的一种全球定位与通信卫星,基于北斗卫星,舰船、汽车、飞机等能够实现准确的定位、通信等功能。在基于北斗卫星的船载通信监控系统中,北斗高频信号的捕捉、译码是实现通信与监控功能的前提,这是本文重点研究的内容。本文首先介绍基于北斗卫星的船载通信监控系统原理,然后结合北斗高频定位信号的特点,开发一种高频信号捕捉电路,有助于提高船载北斗通信监控系统的性能。     

自噪声监测和故障噪声探测自动化

潜艇和水面舰船常常发出异常的噪声，这些未被发现和未经纠正的故障噪声，对被动声呐而言，是很容易探测到的信号。依靠人对噪声监测系统的观察，注意声被探测性的变化，只有在传感器数量少，无故障噪声状态的情况少时才现实。如果对自噪声监测有用的每一个传感器都要使用，故障噪声的探测就必须实现自动化。为了开发可靠的自动化系统，需要有大量包含了全部传感器所有可能的无故障噪声状态数据的数据库。遗憾的是，现有的声数据记录系统还没有足够的能力在海上长期不间断地大量搜集传感器样本数据。本文介绍了我们正在研制的，名为ASDIC（声特征信号数据和ISCMMS数据搜集）的数据记录器和故障噪声探测系统，该系统将数据存储到大容量的硬盘中。目前我们采用ASDIC建立了自噪声数据库，以能自动探测故障噪声。     

基于扭振信号的柴油机单缸熄火故障诊断与监测

利用曲轴扭振波形参数对柴油机熄火故障进行监测和故障定位分析,并开发故障监测系统。通过试验模拟柴油机熄火故障,利用曲轴扭角峰峰值、各谐次幅值和峭度值可准确地监测熄火故障。对扭角时域波形进行滤波处理后,与上止点参考信号和发火间隔角结合分析,可准确定位发生熄火故障的气缸,开发的故障监测系统可及时对熄火故障进行报警。     

监测与控制声特征信号的传感器和作动器网络

在新潜艇发展过程中，降低潜艇的可探测性是需着重考虑的一个因素。当潜艇下潜时。主要由以下几个方面的原因而被探测到：无线电发射（雷达、无线电）、雷达信号及声信号。声特征信号明显是最重要的方面，因此，安静性是潜艇设计的一个主要研究方向。推进装置和辅机的设计及运转工况在很大程度上决定了潜艇的声特征。为了监测潜艇辐射噪声和机械设备的状态，并对噪声与振动进行主动控制，美国海军开发了许多自噪声监测系统和控制系统。商用高速网络技术的发展，如ATM-SONET和光纤信道（Fibre Channel）技术促进了可监测舰艇辐射噪声和机械设备状态，并对噪声与振动进行主动控制的高速传感器和作动器网络的研制。与以前的舰艇监测系统相比，这些新的商用网络结构较简单，花费也不多，而性能更好。本文讨论了采用ATM-SONET网络的全舰监测1024信道传感器网络的设计，也讨论了采用光纤信道网络进行噪声与振动主动控制的256信道传感器和作动器网络的设计。     

舰船电站控制系统的双CPU混成式故障检测技术

[目的]为了提高舰船电站控制系统的可靠性,需解决双CPU热备冗余的通信故障检测这个关键问题,为此提出一套完善的故障检测机制.[方法]基于传统的双CPU故障检测方法,提出由网络故障检测法和第三方监控心跳法相结合的混成式故障检测机制.基于双CPU冗余系统的设计架构,分析2种故障检测方法的软件原理以及工程实现流程.[结果]实...     

智能动态信号测试仪研制

利用“人机界面可视开发系统”、ＰＣＬ－８１８数据采集卡，通过硬软件的结合，构成一个动态信号的数据采集和监控系统，实时地反映动态信号的变化过程及进行相应的曲线分析，从而实现了实时检测和自动分析的功能。     

潜艇操纵控制系统仿真平台设计与实现

从潜艇操纵控制仿真系统的实际功能需求出发,构建了潜艇操纵控制系统仿真平台。合理简化潜艇运动六自由度模型,将自抗扰控制技术引入潜艇航向及深度控制系统中,用分平面法设计了潜艇航向和深度自抗扰控制舵。采用面向对象的编程技术,设计开发了仿真平台的控制系统实时界面、完成了对潜艇运动控制方程的解算,并在仿真平台上分别进行了系统软件模拟操纵、潜艇垂直面运动控制、狭窄水道航行训练视景仿真等实验,仿真结果表明仿真平台软硬件设计合理、自动控制舵的控制性能良好,实现了操作人员和虚拟环境的交互。     

船用同轴电缆故障分析及检测方法研究

船用同轴电缆故障检测是保障通信试验及维修的一项基本内容,如何快速、有效地定位出故障点对于提高系统试验效率和维修质量起到了积极的作用。通常系统采用三用表、欧姆表结合经验进行电缆故障检测,甚至进口昂贵的频谱分析仪等设备对故障电缆点进行检测,但对于电缆常见的间歇性、连续故障所产生的微弱反射信号检测效率低下。基于这种情况,论文对电缆进行建模并得到故障电缆传递函数和反射函数,并根据电缆本身传播特性对常规反射计的检测信号进行改进,并采用时频域相关运算对反射信号进行处理,从而实现微弱反射信号的准确定位,提高了电缆故障的诊断效率。     

船舶柴油主机状态监测及故障诊断系统的开发

基于船舶主柴油机的故障征兆大部分包含在机械振动信号中，利用LabVIEW语言平台，作者开发出主机的状态监测及故障诊断系统。此文详细介绍该系统硬件的搭建，各部分的功能，以及系统的软件构成和特点。     

基于机电一体化的船用供电电路调频故障信号监测系统

传统的供电电路调频故障信号监测系统故障信号的提前检出率低,因此设计一个基于机电一体化的船用供电电路调频故障信号监测系统。硬件设计中,主要对数字信号处理芯片进行设计,添加基本功能引脚使其运算速度更快;在软件设计中,利用故障信号的频谱粗估载波频率,推导出载波频率和特征谱线的关系表实现载频的精准估算,运用双滑动窗法优化故障信号的检测,分别采用2个检测函数完成对起点和终点的检测,至此完成了系统的设计。通过实验结果表明,设计的监测系统检测出故障信号的时间点全部在供电电路发生功能故障之前,检出率比传统系统高出70%,验证了设计的系统的有效性。     

潜艇效能与作战系统性能相关

描述潜艇作战数据系统性能与潜艇效能相关的分析方法。该方法将HIL作战系统模拟器、“蒙特卡罗”战术模拟器以及排序模拟器相结合，在较短的时间里取得了一定的成果。潜艇效能的测评原则就是计算与敌方潜艇对抗中的胜负比例。运用在HIL模拟器中的部分作战系统，经过模拟对抗试验，收集用于评测作战系统性能的特征，例如，一个操作员管理的目标数及完成各种动作过程要花费的时间等。对这些从有限的模拟场景中得到的测量结果，运用排序模型来进行系统和操作人员资源分配，再将结果输入战术模型中用来检验作战系统性能，同时也检验了潜艇其他方面（如隐身、声呐及武器系统）的性能。     

基于极点配置的减摇水舱试验台架控制系统的研究

船舶减摇水舱试验台架是研究和设计减摇水舱的重要试验设备，准确模拟船舶在海浪中的运动是设计试验台架的关键，试验台架系统用电液力矩伺服控制系统来模拟海浪力矩。本文研究了极点配置控制方法在电液力矩伺服系统上的应用并进行仿真，仿真结果符合要求。     

船舶监控网络中的冗余设计和实现

当前船舶自动化的发展方向是用计算机网络实现船舶机电设备与航海仪器的综合监视、控制和管理，即实现数字化船舶监控。作者结合三年多来在系统设计、软硬件开发和实际工程应用方面的经验，提出了下层使用现场总线、上层使用以大网实现船舶综合网络监控的系统设计方案，给出了其中上层计算机网络的系统组成、软件分布和确保系统高性能运行的一些技术手段，详细论述了系统中所采用的各种软硬件冗余功能和实现原理，给出了部分实现代码。     

奇异值分解故障检测法在捷联惯导中的研究

陀螺仪是惯导系统的核心元件,文章针对光纤陀螺信号的特点,将奇异值分解算法（SVD）应用于陀螺故障检测中,该方法不仅能检测出单个陀螺发生故障的情况,而且还能有效地检测出两个陀螺同时发生故障的情况,有效提高了系统的可靠性。文中以六个单自由度陀螺冗余惯性导航系统为研究对象,合理地布置测点,实现了对系统中关键的部件进行状态检测,仿真结果验证该方法是可行的。     

北极海域潜艇浮起操纵控制研究

针对潜艇在北极冰层覆盖或冰间湖海域浮起时的操纵控制，建立基于潜艇可浮海域垂向密度梯度实测数据的浮力模型和无航速浮起操纵模型，并开发了相应的操纵控制软件。以艇体姿态和垂向速度为目标，研究潜艇在北极海域的浮起操纵特性，获得北极海域典型垂向密度梯度条件下的潜艇浮起操纵控制方法。仿真试验表明：利用自身的操艇系统，潜艇能以可控方式在极地海域安全浮起，浮起惯性的有效控制是潜艇浮起操控有效性和安全性的关键因素。     

从空中监控AIS系统成为可能

由于很难解析从繁忙水域船舶发出的大量信号，从空中监控自动识别系统（AIS）的尝试屡遭失败。然而，来自加拿大的Com Dev公司近日却宣布开发出一套可将大量AIS信号转换成有用信息的系统。该公司计划于11月开始进行空中试验，并将于明年二季度发射试验卫星。据称，从空中收集AIS信息与现有的海上交通监控方法相比具有巨大的成本与性能优势。     

船舶姿态检测系统故障检测方法研究

在船舶自动化控制系统中,船舶的定位与姿态控制一直都是非常重要的组成部分。为满足上述要求,船舶动力定位与姿态控制系统应运而生,系统内部集成了GPS位置监测模块和基于传感器网络的船舶姿态控制与调整模块,这对船舶的安全航行至关重要。但其监控网络复杂,海上的工作环境也异常恶劣,易受到各种因素的干扰,从而造成故障。本文针对船舶姿态监控系统设计故障锁定和排除算法,仿真结果表明本算法能够较好的实现故障检测与预警,具有较大的实用价值。