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。     

冲击环境下舰船机电设备的一体化控制方法

为解决在冲击环境下,常规的舰船机电设备控制方法稳态误差过大的问题,提出冲击环境下舰船机电设备的一体化控制方法。根据控制数据或事件状态,建立一体化控制矩阵模型,描述数据动态行为,利用遗传算法优化控制任务分配过程,协调主控机处理相同任务设备间的关系,引入PLC控制器和CAN通信协议,实现机电设备一体化控制。由实验结果可知,一体化控制方法的稳态误差为191.35,低于常规控制方法 195.78,表明冲击环境下舰船机电设备的一体化控制方法稳态误差更低,控制效果更好。     

人工智能技术舰船航行自动控制研究

传统舰船航行自动控制功能主要通过算法对定义舰船轨迹数据与舰船航行数据综合分析计算,根据计算结果对PID自动控制器下达控制指令来完成自动控制操作。此种控制模式受到算法定义逻辑限制存在一定的控制误差,无法真正做到舰船航行的精准控制。为解决上述问题,提出人工智能技术的舰船航行自动控制研究。首先对舰船航行轨迹进行模型计算,接着对舰船PID控制数据进行模型计算。最后,通过人工智能技术对航向轨迹与PID控制数据进行关联计算,得到精准的舰船航行控制数据。通过对比实验对提出的控制方法与传统控制方法进行对比,数据证明提出方法的控制精准度高于传统自动控制系统。     

船用光纤熔接设备智能控制系统设计

针对舰船光网络,为提高光纤熔接接续设备的抗干扰控制性能、光缆接续合格率和光缆断裂定位效果,基于PLC技术,设计一种光纤熔接接续设备智能控制系统。在硬件部分,主要设计了监控模块、运动控制模块、驱动模块、执行模块、传感器模块等模块,通过模块间的整合设计搭建完备的系统结构。在软件部分,利用PLC对设备中的液压元器件进行控制,再利用模糊算法计算光纤接续的实际控制量。实验结果表明：该系统的抗干扰性能好,有效提高了光缆接续的合格率和对光缆断裂的定位效果,可以提高光纤熔接接续设备的应用性能,有利于舰船光网络的稳健运行。     

PLC技术在舰船控制系统中的应用

随着舰船智能化和自动化水平的提高,舰船运营效率和质量有了极大提升,但是与此同时也增加了舰船控制难度。为此,进行PLC技术在舰船控制系统中的应用研究。该研究分为两部分进行,第1部分分析PLC组成结果以及应用过程,第2部分以舰船锅炉系统为例,进行PLC在舰船控制中的应用效果分析。结果表明,PLC应用下,舰船锅炉的温度控制结果与预期结果的差值均在±2℃范围内,证明了PLC应用的效果。     

基于视觉感知技术的低质量舰船航行图像增强系统

为提升低质量舰船航行图像质量,为舰船航行监测提供可靠依据,设计基于视觉感知技术的低质量舰船航行图像增强系统。该系统以同步动态随机存取内存中存储的低质量舰船航行图像为基础,利用FPGA矫正图像畸变后,在SDRAM控制模块的控制下,经由通信模块将图像传送至图像增强模块中,该模块采用视觉感知技术,增强舰船航行图像后,通过PCI总线传送至PC机中,呈现低质量舰船航行图像增强结果。测试结果表明：该系统具有较好的低质量图像增强性能,增强后图像的度平均梯度和图像信息熵的结果均在0.92以上;图像的边缘轮廓质量较好,有效改善了图像模糊情况,并且避免图像增强后发生色彩失真现象,图像细节的完整性较好。     

基于前端开发框架的舰船运动姿态数据监测系统

利用运动姿态监测结果为舰船可靠航行提供决策依据。为此,设计了基于前端开发框架的舰船运动姿态数据监测系统。系统设施层中,利用MEMS陀螺仪芯片与3轴MEMS加速度计采集舰船运动姿态信息,并将所采集信息传送至业务逻辑层;业务逻辑层利用控制子层和管理子层为用户提供姿态数据监测服务;控制子层中的姿态解算模块,依据传感器信息采集结果,利用卡尔曼滤波算法解算舰船运动姿态信息。基于此,利用Bootstrap的前端开发框架,通过viewport元数据标签完成前端UI设计,为用户提供可视化的人机交互界面,将姿态解算结果利用用户界面层为用户展示。测试结果表明,该系统对舰船航行运动姿态的监测结果与实际结果极为接近,适用于实际工作。     

PLC技术舰船数据实时通信系统设计

传统舰船数据实时通信系统在完成船舶数据实时通信过程中,需要多组数据交互设备协同完成。受到不同设备协议损耗的影响,实时通信质量很不稳定。结合PLC技术特点,提出PLC技术的舰船数据实时通信系统设计。通过PLC技术整合创建数据实时通信硬件的集成模组,根据设计硬件对通信协议接口进行设计;对接口数据进行定位策略的定义计算,从而完成整套系统设计。通过仿真实验对设计系统的数据实时通信效果进行对比验证,证明设计系统较传统通信系统,具有数据实时通信稳定性好,通信质量高的特点。     

基于物联网的舰船智能控制系统设计

针对传统的控制方法在舰船控制方面一直存在控制误差大的问题,提出并设计基于物联网的舰船智能控制系统,该系统硬件部分主要由下位机硬件、复位电路、外围接口、远程信息传输模块、信号收发控制、电源模块组成;软件部分主要通过模糊推理确定最大隶属度,并采用PID控制算法求得控制量,基于物联网技术实现对各个模块的有效连接,实现舰船智能控制,并以舰船位置、速度及角度控制误差为对比指标,进行实验对比分析,结果表明,采用改进控制系统时,其在舰船位置、速度及角度控制方面误差均较小,具有一定的优势。     

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。     

PLC控制的船舶航行线路监测系统

针对当前系统存在船舶航行线路监测数据传输速率较低的问题,提出PLC控制的船舶航行线路监测系统。传输信号模块由数据传输芯片与通信芯片构成;控制模块由PLC与可编程终端构成;监测模块由位置传感器、嵌入式监测装置与GPS接收器构成,监测平台模块主要利用上位机向用户呈现监测结果;地图模块主要是通过JavaScript语言对页面HTML地图进行创建。与其他系统进行了对比实验,实验结果证明该系统的监测数据传输速率更高,提高了数据传输性能。     

嵌入式系统在舰船温湿度控制中的应用

目前研究的舰船温湿度控制方法控制过程损耗过多,控制耗时过长。为了解决上述问题,基于嵌入式系统研究了一种新的舰船温湿度控制方法,选用三星公司生产的TSD6382G8芯片提供控制电压,内部电路采用手动复位方式,利用嵌入式系统管理平台内部操作系统进行舰船蒸汽制冷,引入显示屏显示结果,通过数据交互实现温度控制。使用嵌入式系统的人机交互界面完成除湿工作,在进行冷却除湿过程中,需要对冷却空气进行传热,实现湿度控制。实验结果表明,将嵌入式系统应用在舰船温湿度控制中,可以很好地减少控制损耗,缩短温度湿度控制响应时间。     

船舶机电运行设备的嵌入式一体控制方法

为了提高船舶机电设备一体化控制鲁棒性,设计提出新型嵌入式一体化控制方法。利用控制函数整合各设备控制平台指令信息,建立统一信息集合,在集合指令表中设计bired索引格式,作为唯一指令索引,通过机电控制路径方位节点,提取控制指令映射,获取各级指令的注册表编号,创建控制指令时间序列,并根据时间序列信息,重新评估各设备指令,提出指令数据和原始数据之间控制运行比例关系,以此为依据,建立约束指令,实现船舶机电设备一体化控制运行。实验数据表明与传统控制方法相比,应用设计控制方法指令信息输入和输出时,指令聚合度分别提高了23%和29%,可以证明该方法有效提高了船舶机电设备控制鲁棒性,保证设备稳定控制运行。     

基于VR技术的舰船航行数据可视化分析系统

针对舰船航行数据在可视化分析中受到海上环境的影响,导致舰船航行数据可视化分析内容减少、时间变长,因此,提出基于VR技术的舰船航行数据可视化分析系统。在系统的硬件设计方面,通过舰船航行数据查询模块设计和数据可视化模块设计,完成了系统的硬件设计,通过分析舰船航行的仿真要素,对舰船航行过程中的地形进行网格处理,采用VR技术全方位分析了舰船航行的视景,建立了四叉树顶点之间的约束关系,完成系统的软件设计,实现舰船航行数据的可视化分析。测试结果表明,基于VR技术的舰船航行数据可视化分析系统不仅可以增加可视化分析内容,还可以缩短分析时间。     

基于PLC的舰船智能巡检机器人优化控制

传统控制方法是通过规划算法采集环境信息,但由于位置因素复杂,无法准确获取无线通信范围。为此,提出基于PLC的舰船智能巡检机器人优化控制方法。运用PLC算法,选择无线通信方式,设置边界条件,求解覆盖区域的磁感应强度。再依据能量转移原理,实现舰船智能巡检机器人智能化连续任务。完成上述操作步骤后,设计舰船智能巡检机器人巡检模式处理数据、转换数据、存储数据,实现优化控制。最后,在实验中设置实验装置,检测2种方法所测的负载功率,是否能够找到最合适的无线通信范围。实验结果表明,所建方法测得的负载功率会随着线圈间距变大,逐渐增大,从而找到最合适的无线通信范围。可见,所提方法更符合设计需求。     

基于字节流数据包的舰船控制系统数据交互技术

本文结合舰船机电控制系统特点和测控技术领域PLC和Labview两者优点,基于字节流数据包的数据灵活性,设计PLC和Labview通信数据包模型,并遵循模块化程序设计原则完成通信接口程序设计,解决舰船机电系统集中控制器和人机接口数据交互的描述问题和通信接口程序通用性问题。最后,通过实例验证设计的数据包模型和通信接口程序能够实现数据快速可靠安全的交互。该技术可应用于舰船综合监控系统和类似系统的软件开发。     

互联网环境下的舰船电气设备检修系统

目前舰船电气设备检修系统存在检修耗时长、电流不稳定等不足,基于此提出互联网环境下的舰船电气设备检修系统设计。首先,通过数据接入层、网络层和应用层对舰船电气设备检修系统的总体框架进行设计,然后,通过在数据接入层接入数据串口UHST0和UHST1,与网络层的MN420H519芯片进行连接,将芯片存储的数据通过发光二极管、计数器等传入状态显示模块和检修分析决策模块,实现对互联网环境下的舰船电气设备检修系统硬件设计;最后,通过节点算法完成系统软件设计,至此完成互联网环境下的舰船电气设备检修系统设计。实验结果表明,与传统的舰船电气设备检修系统相比,提出的舰船电气设备检修系统的检修耗时更短,电流的稳定性高。     

气动PLC控制系统对混合型舰船姿态控制研究

针对传统混合型舰船控制系统存在的控制操作复杂,且控制参数精准度不足,导致舰船出现航行姿态异常的问题,提出气动PLC控制系统对混合型舰船姿态控制研究。以PLC控制技术为基础,首先通过创建气动PCL数据控制硬件,对舰船的航行姿态相关数据进行精准化采集,并对不同数据对舰船姿态的影响进行分析;其次,通过分析结论找出影响舰船姿态的差量参数。引入控制差量平衡算法,对硬件采集的控制参数进行差量平衡计算,得到舰船不同状态下的最佳姿态平衡控制量。最后,通过仿真实验对提出研究设计的系统进行对比测试,证明其能够稳定高效地解决传统控制系统,在混合型舰船姿态控制上,出现准确度不足的问题。     

蒸汽发生器水位控制系统的PLC与变频器实现

设计了一套基于PLC与变频器控制的蒸汽发生器水位控制系统,给出了实现该系统的PLC硬件组态和软件程序结构;系统中电动给水泵电机采用变频器实现变速,调节阀系由电机的正反转驱动;借助PLC的各个模块控制完成了上述诸功能。     

基于虚拟现实的舰船电子沙盘交互系统

为了实现对舰船电子沙盘交互设计,提出基于虚拟现实的舰船电子沙盘交互系统设计方法。采用Vega Prime构建舰船电子沙盘交互系统的底层数据处理平台,系统分为图像处理模块、数据交互模块、Lynx Prime图形界面控制模块,通过接口访问控制的方法实现对舰船电子沙盘交互视景渲染控制。采用多线程调度和场景融合控制方法实现对舰船电子沙盘交互的图像融合处理,基于虚拟现实的视景仿真技术实现对舰船电子沙盘交互。测试可知,该系统的视景交互能力较好,视景展示能力较强,交互的信号检测和参数估计能力较强。