基于灰度投影拟合的船载测报仪频率补偿电路设计方法

船载测报仪频率一旦出现衰减或丢失,将会直接导致监测到的气象数据缺失。为此,针对船载测报仪频率补偿电路设计方法存在的问题,即设计无法满足实际需求,提出一种新的基于灰度投影拟合的船载测报仪频率补偿电路设计方法。该方法首先利用传感器采集船载测报仪频率,然后利用灰度投影拟合算法将标准船载测报仪频率与船载测报仪频率进行对比,确定差值,最后根据得到的差值实现船载测报仪频率补偿电路设计。结果表明,本方法设计的船载测报仪频率补偿电路更为合理,得到的补偿差值为1.584 kHz,与传统船载测报仪频率补偿电路设计方法相比,误差更小。     

船载能量网络软件定义架构参数配置优化

常用船载能量网络配置优化方法,所建立的船载能量网络模型,量化船载能量网络软件指标不全面,导致优化后的船载能量网络电机组转速动态响应速度易受到其他因素干扰。针对这一问题,提出船载能量网络软件定义架构参数配置优化方法。根据船载能量网络架构,建立船载能量网络数学模型;基于船载能量网络软件组成,量化船载能量网络软件指标;计算能量网络架构参数配置最优值,设计船载能量网络软件定义架构参数配置优化流程。设计3组方法对比实验,实验结果表明,本文方法优化后的船载能量网络电机组转速动态响应速度,基本不受干扰状态影响。     

基于BP-PID船载电动绞车电机控制研究

船载电动绞车在作业时由于受到风浪影响而导致负载变化较大,采用传统的PID算法进行绞车电机控制时参数调整较为困难。基于BP-PID算法实现一种采用同步电机驱动的电动绞车控制方法。在阐述了同步电机控制机理的基础上,建立BP神经网络算法的数学模型,通过Matlab/Simulink软件构建BP-PID控制系统仿真模型,仿真并分析了响应性、超调性和抗干扰能力。结果表明,与常规PID控制器相比,所设计的BP-PID器具有更快的响应速度、极低的超调性和更强的抗干扰能力,能较好地满足船载绞车电机控制的性能要求。     

基于ALE算法的船首加筋板楔形体水弹性数值模拟

由于船首加筋板楔形体刚度不同,在入水过程中船首两根楔形体所受水弹性数值存在差异。为了精准控制船首入水姿态,确保船舶入水稳定,展开对船首加筋板楔形体水弹性数值模拟。模拟吸取传统模拟算法误差大的经验,提出基于ALE算法的船首加筋板楔形体水弹性数值模拟算法。通过对水弹性结构力计算,获得楔形体结构力分布特征;建立水弹性方程,计算水弹性基础模拟量;通过基础模拟量的ALE算法导入,得到精准水弹性数值。通过仿真对比数据证明,提出的模拟算法在计算误差上明显小于传统模拟算法,能够将误差稳定在0.3～0.5范围内,符合船首加筋板楔形体入水实际操作误差标准。     

智能港口运输交通流模拟系统设计

随着海上运输业的不断发展,关于港口运输交通的研究日益增加。在原有智能港口运输交通流模拟系统使用过程,常因模拟结果误差较大,造成港口交通研究结果可靠性较差的问题。因而,设计线性模型下智能港口运输交通流模拟系统。硬件方面,安装船载GPS收发装置,设定系统控制器,其他硬件部分沿用原有设备。引用线性模型优化交通流模拟计算法,构建高精度智能港口运输交通流模拟模型,提升系统的模拟精度。至此,线性模型下智能港口运输交通流模拟系统设计完成。通过系统测试对比可知,此系统的模拟结果误差数值低于原有系统模拟结果误差数值。综上可知,线性模型下智能港口运输交通流模拟系统模拟精度较高。     

船载远程电子通信设备异常信号识别方法

传统的船载远程电子通信设备异常信号识别方法存在着识别性能差的缺陷,为此提出船载远程电子通信设备异常信号识别方法研究。利用比较判别法对采集的船载远程电子通信设备信号进行判别,对异常信号特征进行提取并组成异常信号特征集合,以异常信号特征集合为依据采用异常信号识别算法对异常信号进行识别,实现了船载远程电子通信设备异常信号的识别。通过实验得到,提出的船载远程电子通信设备异常信号识别方法识别正确率比传统方法高出24%,说明提出的船载远程电子通信设备异常信号识别方法具备更好的识别性能。     

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。     

基于粒子群算法的船舶发电系统电路优化

船舶发电系统电路受到传感电机电磁耦合的影响,容易产生串扰,导致输出功率因素不高,需要进行电路优化设计。提出基于粒子群算法的船舶发电系统电路优化方法,构建船舶发电系统电路优化的控制约束参量模型,采用粒子群进化方法进行电路优化参数的自适应寻优,以粒子种群的适应度方差最小为约束条件,得到电路控制参数的最优解。以此为指导进行船舶发电系统电路的优化设计,并进行电路测试和仿真分析,得出采用该方法进行船舶发电系统电路优化能提高关联约束参量的寻优能力,发电系统控制的稳定性较好,发电系统的输出功率增益得到提升。     

基于神经网络和L2增益的船舶航向自动舵设计

对一类带建模误差和不确定性外界干扰的船舶运动非线性系统,提出了一种基于神经网络和L2增益方法的航向自动舵设计.对模型中的建模误差采用在线神经网络予以辨识和补偿,避免了建模误差界定函数的经验选择;而对不确定外界干扰力项则采用L2增益设计,保证了闭环跟踪系统的鲁棒性.控制器设计步骤应用Lyapunov函数递推法,航向跟踪误差和神经网络权值误差被证明是一致终值有界的.合理的控制器参数选择保证了控制系统的跟踪精度.数值仿真结果验证了控制器设计的有效性.     

基于滑模观测器的舰船电机无位置传感器控制

舰船电机的传感器控制是保障舰船电机稳定供电输出的关键技术,电机控制容易受到电磁耦合小扰动干扰,导致控制精度不高,提出基于滑模观测器的舰船电机无位置传感器控制方法,采用滑模观测器进行舰船电机输出的电流、电压、功率等参量的原始采集,对采集的电机控制原始信息进行自镇定性处理,设计舰船电机的输出等效电路模型,构造电机无位置传感控制器的电流电压转换电路,采用滑模反演积分控制方法进行控制误差补偿,提高电机输出参量的调制精度,实现舰船电机的无位置传感器控制。测试结果表明,采用该方法进行舰船电机无位置传感器控制的输出性能较好,电机输出电压稳定,功率因素得到较大幅度提高,改善了舰船电机工况稳定性。     

船载卫星定位系统的差分算法计算研究

近年来,船载卫星通信系统发展迅速,在海洋通信和抗震救灾等方面作用显著。船载卫星定位系统作为船载卫星通信系统的重要组成部分,受到了越来越广泛的研究。本文针对当前船载卫星定位系统存在的问题,基于GPS定位系统的误差来源,对当前主流的几种GPS差分算法进行了研究,并利用载波相位差分算法进行精确定位,利用Matlab对该系统进行仿真可知,该方法具有较高的精度和较快的速度,具有进一步推广应用的潜力。     

基于3D打印的船载无人机参数化设计

以降低船载无人机重量,提升船载无人机力学性能为目的,设计基于3D打印的船载无人机参数化设计方法。通过面向3D打印的SolidWorks软件建立以船载无人机结构柔度最小为目标,以体积、梯度等为约束条件的船载无人机参数确定模型;利用变权重变异鸽群优化算法,求解该模型,确定最小结构柔度对应的船载无人机参数;依据确定的参数,建立船载无人机的三维模型,并导入3D打印软件内;3D打印技术以分层处理的方式,完成船载无人机参数化设计。实践证明,该方法可有效确定船载无人机参数,建立船载无人机三维模型,有效完成船载无人机参数化设计。该方法设计的船载无人机最大应力较大,符合无人机结构刚度与强度等力学性能需求。     

特殊导管螺旋桨桨叶强度校核方法

对新型电力推进装置——电机/螺旋桨一体化推进器进行强度校核方法的探讨。采用分析计算法,计算电机一体化导管桨桨叶在静态负荷下的强度。在保证螺距沿径向分布、厚度沿径向分布的光顺前提下,以等强度方法将桨叶厚度减小,并用Fluent软件数值模拟桨叶厚度减小前后模型的水动力性能,对比发现,其结果误差较小,表明该强度校核方法的可行性。     

船载航行数据记录仪时间校准机制研究

对船载航行数据记录仪的时间校准方式进行了阐述，提出了防止校时产生文件顺序混乱的方法。     

双向变频电源在船舶供电系统中的应用

为了提高船舶供电系统的稳定性,利用双向变频电源具有稳态变频输出的优点,进行船舶供电系统优化设计,设计的船舶供电系统包括电机控制模块、功率放大模块、动态增益调节模块、电源监控模块以及输出匹配模块。采用双向变频电源作为船舶供电系统供电输入层,结合ARM Cortex-M3嵌入式内核控制方法进行供电系统的功率放大控制,根据放大器的倍频增益进行供电系统的电源输入幅值的动态调节,提高船舶供电的稳态控制性能。采用模块化设计方案进行系统的电路集成设计。测试结果表明,设计的船舶供电系统具有很好的稳压功能性能,系统的输出功率放大倍数较高,电源持续功能的稳定性较好。     

船舶加筋舱壁的隔音性能数值分析模型研究

船舶加筋舱壁隔音性能数值分析误差较大,是隔音性能数值分析模型的主要弊端,对此设计船舶加筋舱壁隔音性能数值分析模型。基于非声源噪声级分析公式,确定加筋舱壁隔音性能算法,将舱壁强梁包围的加筋板转化为四周固定支撑的单向周期加筋板区,进行区域分析计算,最后结合FE-SEA混合法和VAone软件平台的周期子系统模块,实现加筋舱壁隔音性能数值分析模型的建立。实验结果显示,相比较传统隔音性能数值分析模型,单音频环境下,隔音性能数值分析模型数值误差降低0.02,多元素音频环境下,误差降低0.05可以证明分析模型可以有效降低误差,数值分析更准确。     

船舶动力定位用六相永磁无刷直流电机系统控制器设计

船舶动力定位用六相永磁无刷直流电机系统的控制模型具有多变量耦合性,采用传统的模糊控制方法容易出现超导误差,提出一种基于模糊PI双控制的船舶动力定位用六相永磁无刷直流电机系统控制器设计方法。在励磁电流变化较大下,易导致控制误差较大,运用模糊控制进行发电机转子励磁控制,提高船舶动力定位用的直流电机系统无损功率,发电机采用交流励磁机进行电流整流控制。在励磁方式作用下,设有整流变压器控制交流副励磁机防止电压突变,即误差较小时,采用PI控制方法进行电机优化控制。最后进行控制器的整体结构设计。测试结果表明,采用该方法进行电机系统控制器设计,电机的输出增益较大,稳定性较好。     

水体流动时船舶航行横向受力数值模拟研究

针对传统船舶航行横向受力数值模拟存在误差的问题,提出基于水体流动的船舶航行横向受力数值模拟研究。通过设定海水湍流速度的分布,确定港口入口水流速度边界条件。通过划分船体底层表面区域来保证船舶底层表面光滑,确定船体底层表面光滑程度边界条件。结合模拟区域风向和风力边界条件,确定船舶航行横向受力边界条件。通过船舶航行横向受力数值模拟流程设计,实现了基于水体流动的船舶航行横向受力数值模拟。仿真结果证明,相比基于数据分析理论数值模拟方法,该方法船舶航行横向受力的数值模拟误差缩小了16.18 N,为船舶航行横向受力数值模拟提供了有利的科学依据。     

电子海图的舰船远海航行中实时定位系统

针对常规定位系统接收到的位置信号间产生干扰,导致实时定位结果误差较大,针对该问题,设计一种电子海图的舰船远海航行中实时定位系统。硬件部分设计舰船位置信号接收装置,构建实时数据转换电路结构。软件部分将相同信号强度划定为相同区域范围后,构建电子海图定位算法,使用JAVA编程实现定位数值的实时共享,完成定位系统的设计。搭建测试结构后,调试测试架构性能,测试2种常规定位系统与设计的定位系统,测试结果表明:设计的定位系统最终的定位误差结果最小。     

一种热电偶测量仪表的校准方法

提出了一种热电偶测量仪表的校准方法.采用Labview软件和高精度模拟输出板卡相结合的方法,将温差转化为0～5V的直流电压输出,将不同类型的热电偶分度表拟合出函数关系,用于纠正热电偶产生的热电动势和温差之间非严格线性关系,然后通过外部模拟运算电路将板卡输出电压转化为标准热电偶的温差电动势输出,可以实现多种类型热电偶测量仪表在不同使用温度范围的校准.经过数据测试及分析,输出的温差电动势均在允许的误差范围内,且操作简便,能很方便地用于热电偶测量仪表的校准.