舰船电气控制故障定位系统设计

电气控制系统直接影响着舰船的稳定航行与作战能力,若无法快速地确定电气控制故障位置,不仅会影响舰船的稳定航行,还会对船员生命安全产生威胁,为此提出舰船电气控制故障定位系统设计研究。设计系统硬件为数据采集卡选型单元、PC机设计单元与故障定位终端设计单元;软件为数据采集卡通讯软件模块、PC机软件模块与故障定位终端软件模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了舰船电气控制故障定位系统的运行。实验数据显示:应用设计系统后,舰船电气控制故障定位时间与定位偏差均符合现今舰船的安全需求,充分证实了设计系统的有效性。     

舰船航行状态信息集中监测系统的研究与设计方法

舰船航行状态信息复杂度逐渐提升,为舰船航行状态信息监测带来了极大难度,现有系统已经无法满足舰船稳定航行的需求,故提出舰船航行状态信息集中监测系统的研究与设计方法。设计舰船航行状态信息集中监测系统硬件单元包括ADMA型惯导单元、FPGA选型单元与CAN通信单元,软件模块为CAN通信模块、惯导数据解算模块与航行状态信息存储模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了舰船航行状态信息集中监测系统的运行。实验结果显示:与现有系统相比较,设计系统响应时间更短,角度平均误差较小,充分证实了设计系统信息监测效果更好。     

基于虚拟现实的舰船工作状态智能监测系统

舰船工作状态监测是提升海上战力的关键,但是舰船设备种类、结构的复杂化,导致工作状态监测通信时间延迟较长,无法满足现今舰船稳定航行的需求,应用虚拟现实技术设计新的舰船工作状态智能监测系统。设计系统硬件包括数据处理板单元、管理板单元与通信链路单元,软件包括虚拟现实场景搭建模块、交互界面模块及其状态监测与报警模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了舰船工作状态智能监测系统的运行。实验数据显示:应用虚拟现实技术后,用户能够实时与平台进行交互,缩短了通信时间延迟,充分表明了设计系统具有更好的应用性能。     

计算机视觉技术下舰船生活舱空间导识系统设计

由于应用技术的制约,传统的舰船生活舱空间导识系统的应用效果较差,难以满足现今舰船的作业需求,故在计算机视觉技术的支持下,设计新的舰船生活舱空间导识系统。该系统中,硬件单元包含生活舱空间导识系统框架搭建单元、空间信息获取硬件选取单元及其计算机视觉技术硬件选取单元,软件模块包含计算机视觉模型构建模块、空间视觉环境划分模块及其生活舱空间导识模块。通过硬件单元与软件模块设计,实现了舰船生活舱空间导识系统的运行。实验结果表明,与传统系统相比,本文系统的最大舰船生活舱空间寻路效率更高,证明其应用性能更佳。     

物联网环境下舰船装备多源监测数据存储系统

现有的舰船装备多源监测数据存储系统,存在着存储资源利用率较低的问题。为此提出并设计了物联网环境下舰船装备多源监测数据存储系统。舰船装备多源监测数据存储系统硬件设计主要包括主控芯片选型、存储器设计以及缓存服务器设计;软件设计包括数据读取模块、数据写入模块以及存储节点管理模块。通过系统硬件与软件的设计,实现了物联网环境下舰船装备多源监测数据存储系统的运行。实验结果显示,相较于现有的舰船装备多源监测数据存储系统,设计的舰船装备多源监测数据存储系统极大地提升了存储资源利用率,充分说明设计的舰船装备多源监测数据存储系统具备更好的存储性能。     

改进分布式网络测控技术的舰船电站监控系统

现有的舰船电站监控系统,存在着自动化程度低的缺陷。为了解决上述问题,引入改进分布式网络测控技术设计舰船电站监控系统。舰船电站监控系统硬件设计包括电能计量芯片选择、电参数采集电路设计与通信接口设计;系统软件设计包括数据采集模块、数据存储模块与舰船电站测控模块。通过系统硬件与软件的设计,实现了基于改进分布式网络测控技术的舰船电站监控系统的运行。实验结果显示,与现有舰船电站监控系统相比较,设计的舰船电站监控系统极大地提升了自动化程度,充分说明设计的基于改进分布式网络测控技术的舰船电站控制系统具备更好的性能。     

曲线进化的多波段舰船图像目标精准识别系统

传统的多波段舰船图像目标精准识别系统存在着识别性能差的缺陷,为此提出基于曲线进化的多波段舰船图像目标精准识别系统设计研究。多波段舰船图像目标精准识别系统硬件设计主要包括传感器、采集卡、微处理器、适配器与通信单元,软件设计主要包括多波段舰船图像预处理模块、多波段舰船图像目标检测模块与多波段舰船图像目标识别模块,通过硬件与软件的设计实现了多波段舰船图像目标精准识别系统的运行。通过实验得到,设计的多波段舰船图像目标精准识别系统识别率比传统系统高出20.6%,说明设计的多波段舰船图像目标精准识别系统具备更高的识别性能。     

船舶柴油机轴系扭振测试程序软件集成开发平台

扭振会对船舶柴油机轴系产生较大的不利影响,致使轴系发生故障或者断裂,需要对其进行精准的测试。为了提升柴油机轴系扭振测试的准确性,设计扭振测试程序软件集成开发平台,其硬件包括传感器选型单元、采集卡选型单元与调理电路设计单元,软件包括扭振测试数据处理模块与轴系扭振计算模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了船舶柴油机轴系扭振测试程序软件集成开发平台的运行。实验结果表明,在共振转速27 r/min时,减振器内外圈振幅分别为3.3°与4.4°,与实测数值保持一致,证实设计平台具备可行性。     

物联网环境下舰船装备维修信息云显控系统

为了解决现有舰船装备维修数据显示偏差大、控制速度慢的问题,从硬件和软件2个方面研究云显控系统的优化设计。改装嵌入式云处理器和显示屏设备,加设物联网通信和显示控制器模块,通过系统电路的连接确保各个硬件设备之间的协同运行,以收集的舰船装备维修信息为显示对象,通过设置显示控件以及窗口的方式,实现舰船装备维修信息的显示与控制。实验结果表明,设计云显控系统实际显示的数据偏差值低于0.1,且显控命令的响应时间低于0.5 s,即数据显示精度与控制速度均满足设计要求。     

基于遥感探测技术的舰船搜救系统设计

传统舰船搜救系统对事故舰船定位的精准度较低,无法满足现今社会的需求,为此提出基于遥感探测技术的舰船搜救系统设计。舰船搜救系统硬件设计包括主控芯片的选择、供电及电源管理单元、定位单元、信号采集单元和显示单元的电路设计,软件设计包括主程序编写、定位算法设计、无线接收与显示程序编写。通过硬件与软件系统的设计,实现舰船搜救系统的运行。实验结果表明,设计系统的事故舰船定位精准度平均值比传统系统高出32%。说明设计的舰船搜救系统具备极高的有效性。     

基于虚拟现实的虚拟航海场景优化系统

船舶操作复杂程度的增加,对虚拟航海场景提出了更高的要求,常规虚拟航海场景设计系统存在着加载时间过长,显示效果较差的缺陷,无法满足现今船员训练的需求,提出基于虚拟现实的虚拟航海场景优化系统设计研究。设计系统硬件包括视景机优化单元、虚拟控制设备选取单元与虚拟现实装置电路结构优化单元;软件包括图像加速绘制模块、航海场景加载速度优化模块与航海场景显示效果优化模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了虚拟航海场景优化系统的运行。实验数据显示:应用设计系统后,缩短了场景加载时间,减小了场景文件大小,表明设计系统应用性能较好。     

变工况运行中舰船汽轮机不平衡负荷协调控制系统

传统的协调控制系统在变工况运行条件下,很难控制舰船汽轮机内部不平衡负荷,每个阶段使用的控制方式相同,控制范围小,具有很大的局限性。为了解决上述问题,设计一种新的舰船汽轮机不平衡负荷协调控制系统,硬件结构包括负荷控制系统和子控制系统两部分,使用PID调节器和运算器构建汽轮机协调主控器,通过反馈控制和能量平衡两个思路设计子控制系统。利用比例调节、积分调节、微分调节实现软件工作。为验证系统效果,与传统协调控制系统进行了实验对比。结果表明,设计的协调控制系统能够控制汽轮机内部绝大多数不平衡负荷,为船舶稳定运行提供有力的技术支持。     

层次化水下通信网络移动节点双向认证系统

现有的层次化舰船网络移动节点双向认证系统存在着认证效率低的弊端,为此提出层次化舰船网络移动节点双向认证系统设计研究。层次化舰船网络移动节点双向认证系统沿用现有系统的硬件设备,主要对软件进行设计。层次化舰船网络移动节点双向认证系统软件设计主要包括注册模块、登录模块与认证模块,通过软件设计的应用实现了层次化舰船网络移动节点双向认证系统的运行。采用移动节点单向认证系统、移动节点有限元认证系统与设计的移动节点双向认证系统进行对比实验分析,相较于其他2种认证系统来说,设计的层次化舰船网络移动节点双向认证系统运算量与运算时间较少,充分说明设计的层次化舰船网络移动节点双向认证系统具备更高的认证效率。     

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。     

大数据平台舰船行驶信息优化提取系统

为实现舰船行驶行为的定向化控制,设计一种基于大数据平台的舰船行驶信息优化提取系统。按照Hadoop大数据框架的部署条件,连接必要的数据量化模块,实现舰船行驶信息优化提取系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,分别计算大数据存储总量、平台化结构向量及必要提取系数,实现系统的软件运行环境搭建,结合相关结构硬件设备,完成大数据平台的舰船行驶信息优化提取系统设计。对比实验结果表明,与传统提取系统相比,应用优化提取系统后,QIR指标出现明显的提升趋势,舰船行驶信息也得到了有效的定向化控制管理。     

基于数字信号处理器的舰船PID自动舵监控系统

由于在利用传统系统进行舰船PID自动舵监控时,在运行机组为1组～6组的范围内,存在舵角值采集准确度较低的问题,因此提出一种基于数字信号处理器的舰船PID自动舵监控系统。系统的硬件构成包括数据处理模块、服务器模块。其中数据处理模块由数字信号处理器、数据采集卡构成;服务器模块由舵机服务器、主机服务器、电站服务器、移动工作站、主交换机、打印机构成。系统的软件构成包括监控模块、交互模块。其中监控模块主要是以VC++6.0平台为基础,与数据库、分布式网络等技术相结合来实现监控与警报功能。交互模块能够通过交互界面实现人机交互功能,硬件与软件相结合实现舰船PID自动舵的监控。通过对比实验证明了该系统的舵角值采集准确度高于传统系统,实现了数据采集性能的提升。     

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DSP技术的船舶仪表系统

传统的船舶仪表系统存在着工作效率低、控制精度差的缺陷。为了解决上述问题,引入DSP技术对船舶仪表系统进行研究。依据船舶仪表面板设计船舶仪表系统框架,以此为基础,对系统硬件与软件进行具体设计。系统硬件为仪表组件模块、电路模块与控制模块;系统软件为信号采集与处理单元、操纵信号分析单元与报警单元。通过系统硬件与软件的设计实现了船舶仪表系统的运行。通过测试得到,与传统的船舶仪表系统相比较,设计的船舶仪表系统极大的提升了工作效率与控制精度,充分说明设计的船舶仪表系统具备更好的性能。     

遗传模拟退火算法舰船资源装配效率优化系统

为了解决舰船资源装配工作中,由于装配顺序不确定导致的资源装配效率低的问题,从硬件和软件2个方面,利用遗传模拟退火算法设计舰船资源装配效率优化系统。在硬件方面安装ESC500型号的控制器,并改装系统中的微处理器。在硬件设备支持的基础上,分别通过准备舰船装配资源信息、遗传模拟退火算法优化船舶装配序列和装配效率计算与优化3个步骤,实现对舰船资源装配效率的优化。经过系统测试实验分析得出结论,应用设计的装配效率优化系统后,舰船资源的装配效率得到了有效的提升,且可以实现多舰船装配效率的同步优化。     

船闸远程集控系统的设计与应用

为探索船闸远程集中控制系统设计思路,以具体船闸工程为例,通过梳理其船闸控制系统改革历程及现状控制系统存在的弊端,提出无线远程集控系统设计思路,并展开远程集控系统硬件及软件设计分析。结果表明,传统的船闸运行控制系统普遍面临远程控制指令和现地设备实际状态不协调的情况,而无线远程集控系统应用后,基本实现了船闸安全、便捷、高效控制。