面向智能航行的船舶自动舵研究最新动向

<正>当前,智能航行已成为船舶制造与航运领域的必然趋势。作为时代变革的核心特征之一,智能化与传统船舶制造与航运方式开始融合。在这一大背景下,中国船级社率先在全球发布了《智能船舶规范》,为智能航行船舶自动舵开发提供了重要依据。本文面向智能航行中的船舶自动舵系统,系统阐述了船舶自动舵的研究历程,评估和总结船舶自动舵技术的现状,以及探讨该技术的未来发展趋势。     

船舶电站自动调频调载系统的设计与实现

船舶电站自动化是未来船舶发展的一个重要方向,自动调频调载功能是船舶电站自动化一个重要的功能。本文对船舶电站的自动调频调系统的设计和实现进行研究,对调频调载的原理、实现方法、硬件电路和软件流程进行了设计。系统采用DSP作为控制器,通过传感器采集船舶电站系统的电压、电流和频率等实时数据,DSP根据功率偏差和频率偏差的综合信号,对调速器发出相应的调节信号,使其进行加速或减速,完成对船舶电站的自动调频和调载功能。     

船舶自动航行中的多目标遗传算法应用

船舶自动航行是未来航海领域重要的关键技术,算法通过对船舶航行目标及安全水域的分析,自动的寻找船舶航行最佳路径,属于路径规划研究一类。标准遗传算法通过对遗传物质基因的继承和映射,来寻找自然进化过程中的最优解,也是解决路径规划类问题的重要方法,但是其最优解往往会陷入局部最优,需要进行优化。本文研究海上自动航行中的路径匹配模型,利用多目标遗传算法给出船舶路径规划图解决方法,并对算法进行仿真。     

滑模变结构控制技术在舰船自动舵中的应用研究

本文介绍了船舶自动操舵仪的发展历程和滑变结构控制技术的特点,论述了舰船航向变结构控制的意义,对未来自动操舵仪的发展趋势进行了展望。     

面向碳排放管理的船舶信息集成平台设计及应用

脱碳减排和智能化是船舶行业未来发展方向,通过对船舶行业碳排放相关法规的调研,以及对智能船舶系统需求的分析,本文设计了一种船舶信息集成平台,并基于该平台开发了CII碳排放管理系统,实现了船舶数据的一体化、船舶碳排放指标的数字化、智能化管理。提高了船舶运营方的管理效率,通过自动报表和辅助决策,帮助船舶符合碳排放法规的相关要求。     

BP神经网络和PID船舶自动舵控制方法

船舶自动舵控制十分复杂,再加其它因素的干扰,使得单一神经网络或者PID控制无法对船舶自动舵进行高精度控制,而且船舶自动舵控制速度慢,为了改善船舶自动舵控制效果,利用BP神经网络和PID控制的优点,设计了BP神经网络和PID相融合的船舶自动舵控制方法。首先分析船舶自动舵控制原理,然后初始化PID参数的范围,并采用BP神经网络获取PID控制器的3个参数最优值,从而实现船舶自动舵控制,最后在Matlab平台实现了的船舶自动舵控制仿真模拟实验。结果表明,本文方法可以对船舶自动舵变化趋势进行很好的跟踪和控制,获得了高精度的船舶自动舵控制结果,而且船舶自动舵控制速度快,能够适合船舶自动舵的实时性变化特性,具有较强的抗干扰能力,具有一定的推广价值。     

无人船自动驾驶研发现状与展望

无人船自动驾驶作为一项颠覆传统船舶驾驶方式的革命性技术,在近年获得了快速发展,其应用将减少船员配备,降低污染排放,减少船舶事故,可满足航运业安全、节能和增效等方面的需求。笔者总结了过去5年国际无人船自动驾驶领域的最新研究进展,特别是典型场景应用的进展,讨论了无人船自动驾驶相对于无人艇自动驾驶的不同技术特点,分析了无人船自动驾驶技术发展面临的挑战,最后对无人船未来发展前景进行了展望。     

船舶自动供配电控制系统的设计分析研究

本文介绍船舶自动供配电控制相关概念,梳理船舶自动供配电控制系统设计思路,提出船舶自动供配电控制系统设计与完成的策略,对船舶自动供配电控制系统设计与水运应用具有技术参考价值。     

单片机控制下船舶弱电网自动监控系统

为了缩小船舶弱电网数据的监控误差,提出单片机控制下船舶弱电网自动监控系统设计。在单片机控制下,基于自动监控中间件设计和自动监控服务器设计,完成系统的硬件设计;通过采集船舶弱电网监控数据和船舶弱电网自动监控程序设计,完成系统的软件设计,实现了船舶弱电网自动监控系统设计。仿真实验结果表明,单片机控制下船舶弱电网自动监控系统与基于云计算的监控系统相比,船舶弱电网的自动监控误差缩小了65.2%。     

基于PLC的船舶并车装置自动同步设计

船舶电站自动化对于船舶的稳定运行有着非常重要的意义,船舶自动同步并车装置是船舶电站中重要的组成部分。本文首先分析船舶自动同步并车的原理,在此基础上对船舶自动同步并车系统进行整体设计,对柴油机电压、频率以及相位处理电路进行初步设计,给出自动同步并车的软件工作流程。本文设计的基于PLC的船舶自动同步并车装置具有很好的稳定性。     

大型船舶自动舵系统精准智能航向控制研究

为保持船舶在指定轨迹上航行,目前使用最为广泛的技术是船舶航向自动舵控制系统。基于航行安全和节约成本的考虑,船舶航行对自动舵的精确度提出了越来越高的要求。目前,通常采用船舶操纵运动模型研究船舶自动舵控制系统。通过分析船舶运动及其受到干扰力作用的情况,建立船舶控制系统数学模型。本文结合PID控制、模糊控制和粒子群算法,分析研究船舶航向自动舵控制系统。     

船舶重心高度自动测量系统研究

船舶重心高度是船舶配载系统和稳性安全校核的基础数据，通常根据空船重量理心数据和货物装载情况进行估算，实用上，存在较大的误差。本文对营运船舶重心高度自动测量问题进行探讨，提出船舶自动倾斜试验方案及通过测量船舶横摇周期自动测定船舶重心高度的数学模型，建立船舶重心高度自动测量系统。试验研究表明该系统具有操作简便、数据可靠、不影响船舶航行周期等特点，为船舶货物自动配载和航行时的稳定实时监提供重要的数据信息     

船舶辅机供油自动转换装置故障导致船舶失控险情的探讨

从一起船舶辅机供油自动转换装置故障导致船舶失控险情入手,详细介绍了供油泵自动转换装置工作原理并对险情原因进行分析,通过剖析相关船舶法定检验技术法规要求、船舶安全管理体系相关要求及船舶发电机组供油泵自动转换装置管养现状,探讨周期性无人值班机舱供油自动转换装置的有效管养举措,从船舶安全管理体系、船舶维护保养和船旗国监督检查等方面提出针对性建议,以提升船舶安全管理水平。     

基于单片机的船舶发电机组自动并网装置的设计与实现

分析船舶发电机组自动并网装置的功能特点和工作原理,介绍相位差的测量和自动并网的实现,针对船舶电站控制的现状,提出以单片机STC12C5A60S2为核心设计船舶发电机组自动并网装置HXG-IS,替代人工手动合闸操作,实现船舶电站的自动调频调载和自动并网,提高船舶电站工作的可靠性和安全性。     

船舶非线性响应的鲁棒神经网络控制研究

随着船舶向着大型化、高速化方向发展,海上交通变得更加拥挤,船舶的航向控制技术引起了研究人员的广泛关注。自动舵是船舶航向控制的关键设备,近代以来出现了PID自动舵、自适应自动舵和智能自动舵等多种形式,实现了船舶运动的精确、灵活控制。本文针对船舶航向控制的非线性响应问题,在传统自动舵系统的基础上,提出了一种基于鲁棒神经网络的船舶运动控制器,建立了海风、海浪等非线性响应的函数模型,并进行了该船舶运动控制器的控制响应仿真。     

推广应用磁罗经自动操舵仪

自动操舵仪是一种重要的船舶自动化装置,一般叫做自动舵。用磁罗经检测船舶偏航而发出舵令信号的自动操舵仪,叫做磁罗经自动操舵仪。一、自动操舵仪的优点自动操舵仪广泛应用于各种船舶,使用自动操舵仪有以下优点:1、保持高精度的航向。与     

船舶—热带气旋动态标绘系统

为解决目前航运企业和船舶驾驶人员采用的在“台风位置标示图”上标绘热带气旋和船舶位置的作业方式工作量较大、繁琐、效率低下的问题,提出基于电子海图显示与信息系统(ECDIS)的船舶-热带气旋动态显示标绘系统.该系统应用API、V3和JS等计算机技术,并使用准确率较高的中、日、美三国气象预报机构提供的热带气旋路径预报数据,可将热带气旋的前期移动轨迹、当前位置、未来的移动路径和未来不同时刻的位置自动标绘在航行数据全面的ECDIS平台上;同时,可方便地进行船舶位置的标绘,便于企业船舶管理人员和船舶驾驶人员随时了解船舶与热带气旋在未来不同时刻的相对位置关系及变化.本系统的特点是动态、直观、实时、使用方便,可取代当前使用的传统的“台风位置标示图”,便于企业船舶管理人员和船舶驾驶人员依据本系统提供的信息,迅速、合理地制定绕避热带气旋的新航线,确保船舶绕避热带气旋的成功.     

基于关联规则的船舶故障数据自动分类方法

传统船舶的故障数据自动分类方法,存在故障数据类型定义不准确、分类时间过长等弊端。为有效解决上述问题,设计基于关联规则的新型船舶故障数据自动分类方法。通过船舶故障数据的采集及预处理、数据的进一步挖掘两大步骤,完成关联规则下的船舶故障数据感知。通过BP自动分类神经网络设计、船舶故障数据的归一化处理、HIWO自动分类算法设计三大步骤,完成新型船舶故障数据自动分类方法的搭建。设计对比实验结果表明,新型船舶故障数据自动分类方法,与传统方法相比,可以在提升故障数据类型定义准确性的同时,有效控制分类时间。     

船舶自动避碰仿真平台的构建与测试方法研究

船舶避碰智能决策的自动生成是实现船舶自动避碰的关键技术之一,如何利用船舶操纵模拟器技术来检验现阶段的研究成果是值得研究的课题。根据船舶避碰智能化方法的研究现状,简述船舶避碰智能自动化方法的基本思想;着重论述基于船舶操纵模拟器技术的“航行安全及自动避碰(NSACA)仿真测试平台”的构建及其实现船舶自动避碰仿真试验的方法;并列举一个典型的仿真试验示例加以分析。试验结果表明:该平台已实现了宽水域船舶避碰决策自动生成与避碰过程自动监控的测试,不失为一种行之有效的测试方法;与实船试验相比,这种测试方法具有灵活高效、安全性和经济性等优点。     

基于关联规则的船舶故障数据自动分类方法

为了提高船舶故障诊断能力,需要进行故障数据的自动分类设计,提出基于关联规则的船舶故障数据自动分类方法。构建船舶故障数据的数据信息流模型,采用高维特征分组方法进行船舶故障数据的分组重构,采用分段线性检验方法进行船舶故障数据的统计特征分析,提取反映船舶故障类别属性的关联规则向量集,根据特征提取结果进行模糊聚类处理,实现船舶故障信息融合,结合自适应分组检测方法,实现船舶故障数据关联规则的自动分类。仿真结果表明,采用该方法进行船舶故障数据自动分类的自适应性较强,误分率较低,提高了船舶故障的诊断检测能力。