船舶过程测量采集控制系统的开发与应用

船舶运行过程中,重要的运行参数信息需要进行测量、采集和显示,同时作为控制系统的输入参与控制。本文通过采用NI硬件板卡平台和基于LabVIEW的软件平台,开发1套船舶过程测量采集控制系统,能实时、可靠地完成参数的过程测量、采集、显示和控制,同时经过工程应用证实系统的可行性。     

基于神经网络的船舶舵机控制系统设计

传统船舶舵机控制系统只适于控制对象是线性系统且时延和阶数等已知的情况,但在实际应用中,船舶舵机控制过程受船舶运行情况和航行环境的影响,属于随机过程.为此,设计一种新的基于神经网络的船舶舵机控制系统,依据功能要求设计船舶舵机的不同控制模型,再设计整体控制系统结构.通过设计4个不同层次的控制器结构,实现神经网络控制器的整体设计,利用神经网络算法对控制器中的参数进行学习和调整,神经网络控制器输出结果即为船舶舵机控制结果.实验结果表明,所设计系统控制效果好,不易受外界环境的干扰.     

基于分布式智能的船舶电力推进系统运行控制与管理策略研究

运行控制和管理策略是船舶电力推进控制系统设计的核心技术,是实现船舶电力推进控制系统自动化、网络化、信息化的基础.本文对基于分布式智能船舶电力推进系统的运行特征进行了分析,梳理推进系统设备以及与其它系统之间的控制逻辑,研究了满足任务需求的电力推进系统运行控制和管理策略及体系结构.为水面船舶电力推进监控系统标准化设计奠定了良好的基础.     

自适应智能航向控制方法研究

船舶是一种运行环境相对恶劣的重要的运输工具,海洋上风浪较大,天气情况也比较恶劣,船舶在航行过程中,会不可避免的受到风浪和海流的冲击,船舶产生晃动,影响正常的航行方向。因此为保障船舶的行进方向,必须对船舶的航向进行严格的控制,船舶的航向控制系统设计成为关键。传统的PID航向控制系统具有明显的不足之处,本文在传统PID控制方法的基础上,采用自适应的控制方法设计船舶航向控制系统。该系统可以适应船舶模型参数变化,同时适应天气、海况等的环境条件的不断变化,在线更新控制器的参数,使航行控制系统工作在最优状态。     

船舶直线航迹控制的滑模自适应反步控制

对船舶在直线航迹运行过程中的控制方法进行研究。针对普通的控制方法没有涉及环境干扰和船舶的模型摄动等方面的影响,提出改进型的积分型船舶反步自适应滑模控制方法并将改进后的控制方法运用在船舶控制系统中。软件仿真结果表明,改进后的船舶控制器可改善系统的全局稳定性,同时也解决了船舶滑模控制器的"抖振"问题。     

船舶航线控制系统设计与实现

现阶段船舶航线控制系统虽然运算简单,但存在精度低、在风浪环境下适应性差等问题,已导致船舶运行过程中稳定性控制能力低的现象。因此,基于自适应PID系统和Visual Basic语言的智能航线控制系统对船舶航线控制系统进行设计,以提高对船舶航线的控制单元自适应能力,使船舶运动轨迹更加清晰可控,并通过大量的仿真试验证明了仿真船舶控制系统设计更为有效,尤其是在外界有干扰的情况下对船舶航线的控制更加直观、可靠。     

基于嵌入式的船舶电子控制系统设计

当前的船舶电子控制系统控制过程高度集中,如果其中某一部件损坏,很可能导致整个控制系统无法正常运行,提出一种基于嵌入式的船舶电子控制系统设计方法,按照的功能要求对舰船电子控制系统进行模块划分,并对系统的各个功能模块结构进行设计;为了改善当前方法设计的控制系统灵活性较差和工作效率较低的问题,对船舶电子控制系统的驱动、电源、视频、测距、控制中心等进行模块化功能设计;选取实时性较强的VxWorks嵌入式操作系统作为舰船电子控制系统的主控制系统,测试结果表明:设计的控制系统实现了驱动功能和控制功能的模块化,能够保障船舶相关工作的顺利进行。     

船舶轴转速报警故障判断及分析

船舶右主机控制系统PCP面板显示轴转速故障报警,而机旁和远程控制系统转速显示仪表指示正常.针对这一现象,文章分析了该船控制系统轴转速信号测量和报警电路原理,逐步排查故障原因,最终成功修复.     

基于神经网络的船舶舵机控制系统设计

传统船舶舵机控制系统只适于控制对象是线性系统且时延和阶数等已知的情况,但在实际应用中,船舶舵机控制过程受船舶运行情况和航行环境的影响,属于随机过程。为此,设计一种新的基于神经网络的船舶舵机控制系统,依据功能要求设计船舶舵机的不同控制模型,再设计整体控制系统结构。通过设计4个不同层次的控制器结构,实现神经网络控制器的整体设计,利用神经网络算法对控制器中的参数进行学习和调整,神经网络控制器输出结果即为船舶舵机控制结果。实验结果表明,所设计系统控制效果好,不易受外界环境的干扰。     

基于人工智能技术的船舶电气设备自动控制系统

为确保船舶电气设备稳定运行,设计基于人工智能技术的船舶电气设备自动控制系统,提升自动控制效果。利用模拟量输入模块采集船舶电气设备信息,经由模拟扩展子模块处理后传输至处理器模块内;通过数字量输入模块采集船舶电力设备开关状态的数字信号,经由开关信号检测电路处理后,传输至处理器模块内;处理器模块采用中央处理器预处理采集的设备信息与开关状态数字信号;PID径向基函数神经网络控制器,依据预处理后的设备信息与开关状态数字信号,输出船舶电气设备自动控制量;数字量输出模块依据设备控制量,经由驱动电路与开关阀驱动电路,自动控制船舶电气设备及其开关状态;利用触摸显示模块呈现船舶电气设备自动控制结果。实验证明,该系统可有效采集船舶电气设备信息,自动控制效果较优且无超调情况,具备较好的人机交互功能。     

船舶动态信息采集与传输关键技术研究

现代化智能型的船舶运输控制系统包括船舶信息管理与控制、船舶动态信息采集与传输、船队运行综合调度等三大模块。船舶动态信息采集与传输是该系统的关键部分。首先介绍船舶动态管理系统选用的软件,系统的特点和功能,并解析系统的结构。着重详尽描述船舶动态信息传输的工作原理和过程。最后介绍船舶管理信息系统及其船舶动态调度的情况。本研究成果为实施船舶的有效调度管理,为实现船岸一体化控制管理奠定基础。     

连云港港30万吨级航道二期工程H1.2标段沿海远距离潮位实时播报系统研究

针对连云港港30万吨级航道二期工程航道疏浚施工项目LYG-302-H1. 2标段航道里程长、离岸距离远、单一潮位站难以控制所有施工区段实时潮位的问题,进行系统开发研究,利用原有3个潮位站进行潮位改正,同时采用北斗信息传输系统,研究相关软件得出一套适合该工程的远距离潮位实时播报系统。现场实测数据与相应基站推算出的数据比对表明本系统适用于该工程。此系统接入船舶疏浚系统为施工船舶提供实时潮位数据,施工船舶以此为依据完成船舶定深,在工程质量控制中起到了重要作用。     

基于VV＆A过程的船舶运动控制系统仿真的研究

针对当前船舶运动控制领域,仿真算法测试可信度较低的问题,将系统建模与仿真的VV&A技术引入到船舶运动控制系统仿真中,基于一种简单的VV&A过程,结合船舶运动控制系统仿真自身的特点,提出了船舶运动控制系统仿真的VV&A过程,并建立了一套船舶运动控制系统仿真实验平台,用以帮助科研工作者更加快速有效的实现VV&A过程,建立仿真可信度高的仿真系统,对于加速先进控制理论在船舶运动控制领域中的应用有着一定的实际意义.     

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。     

环保型绞吸挖泥船集成监控系统的设计与实现

为满足环保型绞吸式挖泥船在河湖流域治理中的施工需求、提高环保疏浚质量,依托白洋淀内源治理项目中浚湖船,设计开发出一套适用于环保型绞吸挖泥船的疏浚集成监控系统。该系统采用传感器、测量、通信、计算机、自动化等技术,对船舶疏浚作业过程关键施工数据进行实时监测,同时又集成施工方案设计、浚后工艺分析以及远程数据共享功能等,有效提高了船舶的环保疏浚精度和施工效率。     

船舶主机转速信号采集与无线传输模拟系统的设计

船舶主机转速信息是反映船舶工作性能的主要参数之一,也是轮机技术人员监视主机工况的关键信息。本研究介绍了船舶信号采集与无线传输模拟系统的设计过程,及其所运用的各部件的功能和原理,通过设计模拟电路实现了船舶转速信号采集的自动化、无线化,并预测了未来船舶主机检测趋势。在一定的范围内,可以替代现有的转速显示设备或者作为备用设备,并节约了大量的工程和技术成本,实现了远程多种端口对船舶转速实时检测的显示。     

基于可编程序控制器的船舶主机遥控系统的改造升级

应用PLC技术改造升级船用8320CZ柴油机主机遥控系统,介绍系统结构组成、控制功能、硬件和软件设计,实现了传统的气动控制转变为微机控制,为轮机自动机舱建设提供了保障。     

基于扩张观测器的船舶动力定位系统反演滑模变结构控制

针对海洋平台船舶动力定位控制系统,结合反演滑模控制与扩张观测器的优势,提出一种基于扩张观测器的船舶动力定位反演滑模控制方法.考虑到系统存在未知外部干扰以及船舶模型参数不确定性的问题,将系统分为内环观测器和外环控制器分别设计,首先利用扩张观测器估计系统的未知状态及不确定项,然后在外环的反演滑模控制器中进行补偿,最后用Lyapunov方法证明系统的稳定性.通过船舶定点控制仿真实验表明,基于扩张状态观测器的反演滑模控制器使得船舶纵荡和横荡的位置及首摇角度逐渐保持在期望值,具有较强的鲁棒性和控制性,能够有效抑制传统滑模控制的抖振问题,有益于船舶工程应用.     

舰载雷达两轴转台稳定方程推导

舰载雷达两轴转台系统机械结构简单,可对雷达天线法线的姿态角进行控制以保证雷达波束指向,但在舰船发生摇摆时,雷达波束绕天线法线发生旋转.本文分析了大地直角坐标系和舰船直角坐标系的关系,在舰船直角坐标系中对舰载雷达两轴转台系统的姿态角进行定义,用空间解析几何法推导出已知舰船平台罗经信号、天线法线姿态角时两轴转台系统的稳定方程和波束旋转角方程,为舰载雷达两轴转台系统的伺服控制和波束相关补偿提供理论依据.     

基于DASP的船舶舱内噪声信号测量系统研究

研究了基于DASP软件系统的船舶舱内噪声信号采集系统,且系统在海上航行船舶舱内准确地测试了舱内噪声信号,很好地监测了室内噪声环境。海上试验结果表明该系统具有较好的可靠性和可操作性,测试数据说明船舶舱内噪声信号具有较好的频谱特性,十分便于舱内噪声的监测和研究。