基于ARM+FPGA架构的船舶电站控制器的设计

针对以往以PLC为核心的船舶电站控制器在组网复杂度和安装空间等方面均难以适应现代舰船发展的现状及现代舰船电力系统的发展需求,设计开发一种以ARM+FPGA为核心架构的新型船舶电站控制器。凭借ARM Cortex-M4内核及Cyclone II系列FPGA的高性能,采用该新型船舶电站控制器即可在单个模块内完成电站控制器的所有功能,实现发电机组控制、交流电量采集、直流模拟量测算和准同步并车控制等算法。相对于以往的电站控制器,该单模块船舶电站控制器在空间和组网复杂度等方面有着明显优势,更能满足现代舰船的需求。     

一种基于PLC的主机遥控系统设计

该型主机遥控系统是为海军配套开发研制的舰船主机遥控系统。系统主控制器采用德国西门子公司的可编程控制器。系统具有可靠性高、适用范围广、功能扩展容易及使用方便等特点。现以PA为控制对象论述该系统的构成及功能。     

舰船分散励磁电力系统的数学模型分析及鲁棒性设计

随着船舶工业技术的不断发展,不仅舰船的动力性能有了非常显著的进步,而且舰船的自动化水平不断提高,船载用电设备的数量和质量也不断提升。为了满足日益增多的船载用电设备的需求,舰船电力系统成为当前舰船领域的研究重点。针对舰船分散励磁电力系统,建立电力系统拓扑模型和励磁模型,结合传统的电力系统结构,设计了一种基于PID控制技术的电力系统控制器,该控制器对改善舰船分散励磁电力系统的鲁棒性和稳定性有重要的作用。     

基于ARM的舰船车钟记录仪设计

针对目前的舰船车钟记录仪大多是采用以MCS-51单片机为主控制处理器,存在处理速度慢、片上硬件资源有限等问题,本文提出了采用32位ARM9处理器和WinCE操作系统为核心的新一代的舰船车钟记录仪。同时介绍了该记录仪的主要功能,并详细描述了系统的硬件结构和软件结构。实践证明该记录仪具有实时性好、可靠性高、人机交互性好等优点,满足了今后舰船航行记录的要求。     

舰船电力监控系统全时段多通道录波技术

传统的录波技术大多基于故障触发录波动作,可获取的波形信息十分有限,其结构和功能已无法满足现代舰船电力系统发展的需要。本文提出一种全时段多通道录波设计方案,可采集舰船电力系统的全时段波形数据并通过FC-AE高速通信发送,后台机接收完整波形数据后进行波形存储、显示和故障分析。全时段录波可满足舰船一次出航任务的时间周期,完整记录电网运行过程中发生的各种状况,满足舰船电力系统对录波的需求。     

微机网络机舱监控系统的开发与应用

该文简要介绍了基于TCP/IP协议的舰船微机网络机舱监控系统开发研制中的系统功能及配置,网络选型,硬件选型,软件选择、编制等,从而使此微机网络监控系统既能满足舰船较恶劣环境下可靠工作,又保持了网络功能的先进性。     

水下爆炸作用下箱型梁舰船冲击环境数值研究

舰船的冲击环境研究是舰船抗爆炸抗冲击设计的基础。箱型梁作为新型甲板结构,势必会从结构形式和总布置2个方面改变舰船刚度和质量的分布,从而改变了舰船的冲击环境。本文通过数值仿真技术,建立箱型梁结构舰船水下爆炸模型,运用冲击响应谱分析方法对箱型梁舰船结构冲击环境进行研究,将箱型梁舰船冲击环境特性与母型船进行对比,并将箱型梁内外冲击环境特性进行描述,得出箱型梁-舰船冲击环境特性规律,对箱型梁舰船抗水下爆炸冲击设计有一定的参考意义。     

舰船柴油发电机组隐蔽故障研究

针对舰船柴油发电机组使用和维修过程中偶发性隐蔽故障难以判断、排除的难题,将数据采集记录和故障信息分析技术应用于隐蔽故障的原因查找和故障处理,开发了一套适合于舰船维修环境使用的数据采集记录分析仪。以几型柴油发电机组运行参数的采集记录和故障信息分析作为试验实例,整理出有实用价值的隐蔽故障信息分析方法,可拓展应用于其它船机电设备的故障分析和处理。     

舰船综合导航模拟器1553B总线控制器软件开发

针对岸基条件下舰船操舵系统维修调试的需要,开发了舰船综合导航模拟器。详细介绍了在Windows环境下采用C++Builder开发1553B总线控制器通信软件的方法。应用结果表明,该软件在舰船运动模拟器中运行稳定可靠。     

舰船动力系统的鲁棒性控制器研究

为了更好地保障船舶航行安全,对舰船动力系统的鲁棒性控制器进行研究,通过对船舶动力系统的控制器硬件配置结构进行优化,并规范船舶航行鲁棒性数值。进一步结合PWM协调控制策略对船舶动力系统鲁棒性数值进行规范,并根据规范标准进一步对船舶控制器运行步骤进行简化处理,以实现对舰船动力系统的鲁棒性控制器的合理优化。最后通过实验证实,本文提出的舰船动力系统的控制器在实际应用过程中具有更高的鲁棒性,控制效果也相对更佳,充分满足研究要求。     

船舶永磁同步电机的嵌入式节能调度方法研究

嵌入式调度方法因船舶永磁同步电机存在电压波动性，导致总能耗较高。为此。提出一种基于分阶段的船舶永磁同步电机节能调度方法。该方法先对嵌入式船舶永磁同步电机的耗量特征进行排序并构建等微增率基准，将微增率基准与最优潮流相结合，对约束条件进行有效处理并降低系统电机能耗，在满足限制基准的基础上，进行船舶永磁同步电机的嵌入式节能调度的全局最优解。实验结果表明，该算法最大限度地减少了发电机组的调节量，保障了舰船机组的稳定运行。     

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.     

一种基于改进回声状态网络的船舶摇荡预报

回声状态网络在船舶摇荡运动姿态的预报中得到了广泛的应用,由于远洋风浪环境的复杂性,使得船舶摇荡的非线性程度进一步增加,因此传统回声状态网络的预测精度明显不足。本文利用改进的回声状态网络方法,引入小波函数对数据进行预处理,对船舶的实测摇荡时历进行处理,提高了预报的精度。实验结果表明,与传统回声状态网络方法相比,本方法的预报精度和可靠性得到了提高。     

基于指数函数非线性反馈的船舶航向保持控制

为研究船舶航向保持控制问题,本文以“育鹏”轮为研究对象,建立了其非线性Nomoto船舶模型,设计了基于闭环增益成形算法的指数函数非线性反馈控制器,并以“育鹏”轮的非线性模型为被控制对象,用Matlab的Simulink工具箱进行系统仿真研究。系统仿真结果表明,建立的非线性Nomoto数学模型精度良好,设计的控制器进行船舶航向保持控制时效果优异,并且更节能。使用这种方法设计的控制器,可以很好地进行船舶航向保持控制,对今后的船舶运动仿真和控制器的设计具有重要意义。     

基于模糊积分预测控制的船舶动力定位系统设计

提出一种基于模糊积分预测控制器的船舶动力定位系统控制方法,通过引入积分控制器消除了稳态误差,采用模糊控制算法实现了对不确定系统的控制,利用预测控制解决了船舶动力定位中的约束问题,有效地减少了船舶动力定位系统能量的消耗。仿真结果证明,提出的模糊积分预测控制器在满足动力定位要求的同时,大大提高了推力系统的效率,减少了推力消耗。     

基于Bech模型的船舶航向自抗扰控制器设计与仿真

基于船舶非线性Bech模型提出了一种新型船舶航向控制器——高阶自抗抗控制器(ADRC),该控制器主要由三阶TD、四阶ESO和非线性状态误差反馈(NLSEF)三部分组成.设计扩张状态观测器时,采用二阶TD的滤波功能对系统输出进行噪声滤波,并用其滤波值来建立扩张状态观测器.通过航向改变、参数摄动、外界干扰的仿真试验表明,自抗扰控制器控制效果良好,具有较强的鲁棒性.     

嵌入式船舶航行数据记录仪数据采集功能的扩展

船舶航行数据记录仪(Voyage Data Recorder,简称VDR)是一种专门用于记录和保存船舶航行过程中重要信息参数的智能化记录设备,能够采集并记录船舶的指挥命令和操作控制等数据项目。通过采用多端口复用I/O模式实现了结构紧凑的能够服务于多家设备的TCP Server,为嵌入式船舶航行数据记录仪扩充了以太网数据采集的功能,成功实现了该记录仪与船舶主推进监控系统和船舶电站管理系统的设备接口。     

船舶并行协同设计平台功能构建及实现

随着数字化、网络化和三维化技术的发展,传统的串行设计方式已无法满足现代船舶的要求。在网络环境中实现船舶并行协同设计方式已成为必然的选择。采用在windchill平台上利用java等开发技术对船舶并行协同设计的关键技术进行研究。搭建集成平台功能体系结构,实现远程处理机制,建立异构模型,进行组织结构管理、项目计划制定、执行监督管理以及文档管理。研究的主要目的是实现船舶设计的并发性、一致性和响应性,使船舶设计模式的功效得以最大化。     

一种船用服务机器人的轨迹跟踪控制

基于旅游类舰船的消费需求不断增加和机器人产业的逐渐普及,设计一种应用于游轮上的船用服务机器人。面对船舶复杂的工作环境等特点,该机器人位置跟踪和姿态跟踪控制显得尤为关键。首先根据驱动原理建立运动学模型,其次借鉴Backstepping方法设计虚拟控制的虚拟反馈,并结合Lyapunov函数构造出具有全局渐近稳定的轨迹跟踪控制器。最后并通过仿真实验证明该法具有稳定性好、响应时间短和稳态误差较小的优点,对机器人技术应用于船舶方向的研究产生了一定的积极影响。     

船舶电站频载控制器的仿人智能控制研究

通过分析船舶电站频载控制器的工作特点,以仿人智能比例控制为基础,提出了船舶电力系统频载控制器的建模新方法.