通信数据非线性实时校正模型构建

船舶通信系统的非线性特征来源于船舶硬件结构和信号噪声等多个方面,通信系统的非线性会降低通信系统信号传输的精度,因此有必要结合信号分析与校正技术,改善船舶通信系统数据的非线性特征。本文针对船舶通信系统的传感器误差特性来源进行研究,在此基础上构建一种非线性实时校正模型,研究了该实时校正模型的结构原理和硬件组成。     

神经网络优化PID的船舶发动机自动控制

船舶发动机自动控制系统十分复杂且有高阶强祸合的非线性特征。传统的船舶发动机采用的PID控制器,在船舶运行的整个制过程中其参数都固定不变,这就导致了船舶在实际运行过程中出现状态变化和系统参数的不确定性问题,难以达到最佳的船舶控制效果。而人工神经网络系统是对人脑功能的基本特性进行抽象简化的模拟系统,具有灵活和精准的特点以及良好的非线性处理和容错性能,在现代工业中得到了广泛应用。利用神经网络优化PID控制系统可有效解决传统船舶发动机运行过程中存在的不确定非线性问题。因此结合神经网络优化PID控制系统对船舶发动机自动控制系统进行研究和设计,并通过仿真实验验证神经网络优化PID的船舶发动机自动控制系统在运行过程中对船舶的控制能力。实验结果证实该系统能有效解决传统发动机中存在的非线性问题,在恶劣条件及故障情况下仍能保障船舶稳定运行。     

模拟仿真技术在船舶推进装置中的应用

模拟仿真技术已被广泛应用于船舶动力装置的仿真。本文就它在船舶推进装置中的应用，详细地介绍了推进系统自动控制的动态仿真和推进系统三维实体建模及运动、动力仿真。     

船舶编队过闸航行三维实时仿真

多船编队自动协同过闸是一种能深入挖掘船闸通航潜能、保障航行安全的航运新模式。为评估和验证船舶编队过闸航行控制效果,研发了一种船舶编队过闸航行三维实时仿真系统。首先,设计了船舶编队过闸航行三维仿真系统分布式架构,结合船闸水域卫星图并利用映射技术构建了船闸水域场景地形,制作了基于Unity的船闸水域三维仿真静态和动态场景。其次,采用动态和静态模型相结合方式构建了船闸运行系统,并根据船舶自身尺度和船闸宽度等条件实时计算船舶编队状态,实现了船舶纵向、横向编队全过程三维实时动态仿真。最后,以船舶自适应巡航编队航行和多船双向编队过闸航行为验证实例,对船舶编队过闸航行三维实时仿真系统分别进行了验证,结果表明本系统能实时动态模拟船舶编队过闸全过程,并准确计算船舶编队过闸航行状态,可为未来实现船闸水域船舶编队航行提供重要的基础平台支撑。     

船用凝汽器的数学模型与动态仿真张永生

为满足船用小型凝汽器快速实时仿真的需要,根据凝汽器的工作原理和基本的质量、能量守恒方程进行了合理假设,建立了船用小型凝汽器的动态数学模型,借助Matlab/Simulink仿真平台对其进行了动态特性仿真.结果表明,凝汽器各个参数的变化趋势与理论变化趋势一致,可以满足凝汽器动态特性实时仿真的要求.该数学模型可与蒸汽发生器模型、汽轮机模型等一起构成船舶热力系统仿真平台.     

基于非线性控制理论的船舶动力定位控制系统的数学模型

考虑到船舶的动态特性存在固有的强非线性以及非线性控制改善系统性能和鲁棒性的能力,将非线性控制理论应用到船舶动力定位控制系统的设计中,对某供应船的计算机模型进行仿真,仿真分析表明非线性控制系统是有效的.     

高速高频船舶舵机系统动态特性分析与研究

为船舶高速高频舵机的设计提供理论依据和技术支撑,提出了基于ADAMS、SIMULINK和AMESim的联合仿真分析的新方法,分析了船舶舵机分系统单元、非线性因素与整机系统动态特性的关系。基于ADAMS、SIMULINK和AMESim建立了船舶舵机系统联合仿真模型,从时频角度研究了变量泵、控制系统、反馈机构及传感器的特性,以及间隙、死区、泄露、灵敏度等非线性因素对舵机系统频响特性的影响关系和规律,得出了高速高频舵机设计的一般准则。     

船舶电站负荷扰动下动态建模与仿真

船舶电站受到大扰动后,系统的结构或参数将发生较大的变化。本文设计并建立了电站柴油机系统、负载静态和动态计算、发电机及励磁调节系统的数学模型;依据有限容积法模型建立了电站柴油机仿真的实时算法,从恒定阻抗法、电动机机电暂态过程动态特性、负荷的静态特性三方面对船舶电站负荷进行归类计算,提高了负荷的动态和静态仿真性能;励磁系统采用三阶模型进行建模。通过matlab/SIMULINK进行了系统的稳态和暂态仿真建模,并用Visual Basic语言在Windows 2000操作系统上开发了仿真模型的算法和人机对话界面系统。     

Matlab仿真在船舶航向自动控制系统中的研究与仿真

船舶的运动状态受到众多因素的影响,尤其是各种因素的叠加会对航向自动控制系统造成潜在的不稳定。而这些不良因素一般很难在设计阶段就被发现,只有通过仿真软件,对各种影响因素进行仿真验证,才能够降低航向控制系统发生故障的概率。本文主要采用Matlab软件对船舶的航向自动控制系统进行仿真与优化,并设计合适的PID控制策略,从多种角度对船舶的状态特性和运行稳态特性进行仿真,通过采用反馈校正算法,一定程度上提升了航向自动控制系统的精度。     

应用于船舶电力推进系统的嵌入式仿真平台

介绍了ARM DSP嵌入式仿真平台的方案设计，包括对存储器的外部扩展、人机交互接口和外围电路的设计、实时操作系统μC／OS-Ⅱ的移植和完善、实时仿真应用程序的建立等。描述了仿真平台在船舶电力推进仿真系统中的应用，它为推进电机提供一个实时的动态负载特性——船机桨动态特性。     

船舶在复杂海况下的实时运动仿真

给出一种工程实用的仿真方法，能实时地提供船舶在复杂海况下的动态响应数据，利用该方法所建立的运动仿真系统为研究和开发海洋工程动力定位技术提供了较好的调试环境，文中对两个不同算例的数值仿真结果，表明该方法对工程应用是可行的。     

主推进系统陆上模拟联调装置设计与实现

从国内外船舶推进装置的数字仿真研究现状出发,设计了一套用于船舶主推进装置监控系统陆上调试的半实物、半模拟实时仿真系统(简称陆上模拟联调装置)。即以计算机实时仿真代替实际的主推进装置,设置它的所有接口与实船相同,作为监控系统的被控对象,用这套模拟装置对监控系统进行设计验证和功能调试,以及验证主推进装置与监控系统之间的接口关系。陆上模拟联调装置最终成功地完成了上海船舶运输科学研究所承接的某船主推进装置监控系统的出厂调试。     

基于Vega Prime的舰船尾流视景仿真研究

为了在虚拟海洋环境中模拟真实的舰船尾流效果,建立了舰船尾流视景仿真系统,并给出了舰船尾流的基本模型。该系统在MFC应用程序的基础上采用了多线程技术,并结合Vega Prime的海洋模块真实地模拟了舰船尾流随舰船速度和时间的动态变化效果。系统的仿真结果表明,此虚拟视景系统平台具有较高的适用性,不仅节约了研究经费,同时获得了很好的视觉效果,为下一步海上虚拟对抗视景平台的研究打下良好的基础。     

模拟器中船舶搁浅危险性评价方法的研究

在航海模拟器中,如何对模拟训练的过程实时、连续地进行航行安全评价一直是急待解决的重要课题。通过建立狭水道航行船舶搁浅危险性定量分析的数学方法,提出了基于大型船舶操纵模拟系统的狭水道航行船舶搁浅危险性评价模型。该模型能实时、连续地评价航行于狭水道等受限水域船的搁浅危险性,是一种对航海模拟训练评价的较客观、科学的方法。     

大型集装箱船主柴油机控制实时仿真系统

利用动态优化ＢＰ神经网络,面向对象技术、ＧＦＷ工控软件平台和多媒体技术开发了一个船用柴油机控制实时仿真系统。该系统实现了２７００箱集装船船“高河”轮Ｓ０７／９０遥控系统Ｓ０６安全保护系统,ＤＧＵ８８００电子调速系统和Ｂ＆Ｗ６Ｌ８０ＭＣ柴油机的动态仿真。该系统有两种操作方式,一种通过模拟机 控台和驾驶室控台的控制面板和车钟等进行操作另一种是通过触摸屏对控制系统的软界面进行操作。     

舰艇自防御系统指挥决策模型研究

该文对舰艇自防御系统指挥决策中的威胁评估和武器分配模型进行了研究。研究了一种改进的灰色关联度的威胁评估方法,使其能够满足舰艇自防御系统的实时性和准确性;在威胁评估的基础上,研究了一种改进的模拟退火算法的武器分配方法,按一定的分配原则和约束条件,使舰艇自防御系统的抗击效率最大。     

船用变频启动器试验用电力电子负载研究

针对传统阻感性负载无法满足船舶辅机设备对船用变频启动器启动性能和功率考核的要求,提出一种基于电力电子负载概念模拟电机特性的负载模拟系统。并依据电机本体模型及数学数值计算方法,根据实时仿真技术,将电机动态数学模型转换成可由数字控制器(比如DSP)实时运算的数值运算模型。最后,通过MATLAB/simulink仿真和实验,证明了模拟电机特性的电力电子负载的可行性。     

船舶电站实时监控系统通信软件设计

实现船舶电站监控的关键是通信技术,文章基于Modbus通信协议,提出一种在LabVIEW虚拟仪器环境下实现PC机与单片机实时通信的方法,设计了船舶电站实时监控系统通信软件,完成对船舶电站多套柴油发电机组的现场监控.给出了监控系统的具体实施方案,详细讨论了通信协议的设定及通信程序的编程要点.该通信软件的开发不仅为本科教学提供了实验平台,而且能够很方便地移植到其它实际应用系统,具有较好的工程实用价值.     

STI-VC2100主动力装置实船训练系统实时性探讨

主动力装置实船训练系统是指嵌入在主动力装置监控系统中的机电人员训练模拟系统，它结合了陆上轮机模拟器培训和海上航行训练的优点，具有实施容易，效率高和费用低的特点，能帮助船员迅速获得必要的操作技能和知识。现从嵌入式实船训练系统的组成原理出发，指出了实船训练系统的3个要素——“实时”、“准确”、“柔性”，并从信号流的角度，分析了几个影响训练系统真实性的问题，提出了解决训练系统实时性的方法。     

增压柴油机推进系统仿真研究

首先建立了增压柴油机一系列平衡点的综合函数,它综合有关部件的静态特性,经过离线的迭代运算,事先求得;然后建立发动机本体、涡轮增压器、调速器及船桨运动微分方程;在Matlab Simulink下建立增压柴油机准稳态非线性仿真模型,研究静态平衡条件受到破坏时,具有代表意义参数的动态过程.仿真结果表明,准稳态非线性的建模方法符合大扰动下仿真的实时性和精度.