多传感器融合技术在船舶液位监测中的应用

目前国内外许多船舶采用了液位监控系统,极大地提高了船舶的自动化程度。为了保证液位监测的准确性与可靠性,针对环境干扰易导致液位测量结果出现偏差的问题,构建新的液位监控系统,对液位测量的精度进行分析和改进。考虑液位监控系统中存在一步随机时滞的情况,对传感器测量液位的过程进行数学建模,基于卡尔曼滤波和矩阵加权融合算法,提出一种新的多传感器融合算法。通过仿真实验,表明多传感器滤波融合算法能够使液位测量更精确、更稳定,且易于故障监测和分离。     

多传感信息融合的船舶动力定位控制系统设计与仿真

为提高动力定位测量装置的准确性和精度,本文基于多传感信息融合技术进行船舶动力定位控制系统设计与仿真研究。在地球中心固定坐标系与北东地坐标系中,建立船舶动力定位系统传感测量模型,利用半实物仿真系统的试验数据,对建立的多传感信息船舶动力控制系统进行仿真分析。仿真结果表明,上述动力定位系统模型和控制系统结构能够满足船舶半实物仿真实验系统的电罗经测量数据的融合要求,且本文设计的船舶多传感信息融合方法的融合性能优于测量数据滤波后加权融合。本文研究结果可为船舶动力定位控制系统的设计与仿真提供理论指导和试验依据。     

增强现实技术在船舶行业的应用

增强现实也称混合现实,通过利用计算机技术,将真实环境与虚拟物体融合叠加到同一个画面或空间中,是一种全新的人机交互技术,在多个行业领域中有着广泛应用。本文首先对增强现实系统中的虚实配准技术、显示技术、虚实融合技术、人机交互等关键技术进行分析,然后针对增强现实技术在船舶制造、舰船仿真、船舱驾驶等方面的应用和潜在应用进行深入研究。     

基于单片机液位控制系统的研究与设计

液位控制是工业中常见的过程控制,它对生产的影响不容忽视。该设计以单容液位控制为研究对象来模拟工业过程特征,由STC89C52单片机最小系统、DS18B20、超声波传感器模块、4个键盘、LCD1602显示、报警系统和步进电机等组成。它具有设置上下限、超限报警、自动控制步进电机(模拟阀门的开度)液位和测距切换等功能,根据现场控制要求设定液位上下限,当液位低于下限时,装置打开外接水泵进行注水,直到液位达到要求随时停止。     

燃料电池系统膜增湿器传热传质性能研究

对大功率常压燃料电池系统膜增湿器的传热传质性能进行实验研究,确定了影响膜增湿器性能的主要因素,建立膜增湿器传热传质数学模型,仿真研究了这些因素对膜增湿器性能的影响机制.研究表明,降低增湿器操作压力,增大空气流量,提高进气温度有利于提高扩散系数;减小空气流量和降低干空气进口温度有利于降低膜内水含量梯度.     

LiCl溶液除湿器的数值模拟和性能分析

文中对LiCl溶液除湿器的传热传质过程进行热力学分析,根据除湿器结构、溶液与空气的流动方式建立了该除湿器的热质交换物理模型和数学模型,并进行了推导和求解;通过MATLAB仿真模拟,计算空气和溶液进口参数的变化对相关指标的影响,得到除湿器各入口参数对评价指标的影响曲线.模拟分析表明:除湿溶液进口质量浓度、温度、质量流量和空气进口质量流量对除湿器性能具有较大影响;同时也验证了湿阻与溶液除湿系统除湿性能之间的关系,为进一步研究提供参考.     

基于CKF的半潜平台压载舱液位估算法

针对液位计在半潜式起重拆解平台压载舱液位的测量过程中由于液位波动、外界干扰测量结果出现偏差、收敛速度慢及不稳定等问题,提出了一种基于容积卡尔曼滤波(Cubature Kalman Filter,CKF)的液位估算法。首先,对液位计的测量过程进行建模,建立运动方程;其次,基于容积卡尔曼滤波对测量结果进行滤波估计,建立量测方程,得到液位的滤波估计。仿真实验结果表明:经过基于容积卡尔曼滤波估计的液位值,具有更高的稳定性、可靠性和精度。     

潜艇高压气吹除系统流量模型的构建与实验分析

潜艇在水下较高航速发生舱室进水或舵卡事故时,只能通过高压气吹除系统实施应急上浮进行挽回,而潜艇挽回成功与否主要取决于高压气吹除能力。为建立准确的高压气吹除系统高压气流量模型,本文在建立高压气吹除系统高压气流量数理模型的基础上,通过设计高压气吹除系统小比例实验装置进行高压气吹除的流动实验,分析影响高压气吹除流量的主要影响因素。对比实验结果和数理模型仿真结果表明,所建数理模型能较好描述高压气的流动过程,将吹除流量系数取0.7比较合理。     

水下航行器三速制流量调节阀的动态特性研究

为提高航行器流量调节阀性能,在双速制流量调节阀基础上,对三速制流量调节阀进行系统研究,提出了结构改进方法,建立了以三速制流量调节阀为主的动力系统仿真模型,并对其换速过程的动态特性进行了仿真研究。     

水下航行体热尾流特性的技术融合

为得到红外探测水下航行体中全面的热尾流特性,提出一种技术融合的研究方法,即先将水下航行体排出的冷却水形成的热尾流近似为圆形断面的自由湍流热射流,在密度分层环境中,根据射流的积分方程建立热尾流特性的计算模型;再采用Runge-Kutta法进行数值仿真;最后利用含少量黑墨水的尾流流迹摄影、数字温度传感器多点测温和红外成像等技术进行融合实验研究。研究得到了热尾流浮升轨迹的发展、高度的增长、宽度的扩展、时间的增长、温度的分布和水面红外图像的变化等规律。仿真与实验结果的相符验证了研究方法的可行性。研究方法和所得结果有助于红外探测水下航行体技术的发展。     

基于三维动网格技术的潜艇热尾流浮升规律及水面温度特征研究

准确获得潜艇热尾流浮升、扩散规律及其水面温度分布特征是发展红外探潜技术的关键。本文基于动网格技术,建立潜艇水下航行三维计算模型,分别采用壁面法与VOF法对潜艇热尾流浮升过程进行仿真。研究获得了潜艇热尾流的浮升、扩散规律及其水面温度分布与红外识别特征。在此基础上,分析了不同冷却水排放方案下热尾流水面温度分布特征的变化规律,提出了抑制热尾流浮升、减弱水面温度特征的方法。本文研究结果可为下阶段的实验研究与测量提供一定理论基础。     

空气净化器风道的计算机仿真

在进行空气净化器风道结构的设计中,风道的结构形式对风量起着重要的影响。本文利用ICEPAK计算机仿真软件在设计阶段对空气净化器的风道进行模拟仿真,建立了风道的仿真模型及建模过程,仿真出风道进口处与出口处的空气流速的变化值,进一步研究离心风机的风量与滤层阻力、流量、流速的影响关系。通过实验比较,在不同滤器种类的情况下,验证了风阻对风量的影响大小,证明了空气净化器风道计算机仿真的正确性。     

大型FPSO货油舱监控系统的研究与开发

在大型FPSO货油装卸作业过程中,货油舱的液位、温度压力检测,货油管系的阀门遥控是货油装卸作业监控系统的重要组成部分.本文采用雷达式液位探头和高液位探头两种测量方式,实现液位监测与报警;采用半导体压力.温度传感器测量货油压力、油温和货油密度;采用液动开度阀控制货油装卸.本文开发的货油舱监控软件系统具有的功能有对检测信号进行实时数据采集、处理和存储;软件界面以虚拟仪表的方式动态显示被测信号的变化过程,当被测量超过设定值时发出声光报警;还具有数据网络通讯功能.为了方便系统的调控,在软件界面上设有调节及控制按钮.本文开发的软件系统通过试运行,性能达到设计要求.     

电力系统网络拓扑方案研究

电力监控系统对网络的实时性要求很高,在网络设计阶段较难开展与拟建网络规模可比的实验来判断网络应用到电力监控系统中的实时性能。电力系统监控网络较复杂,相比建立有效的解析模型对它进行数学分析,网络仿真法更适合大型系统的性能预测,本文采用网络仿真法对电力系统网络从网络时延、可靠性、流量特性进行分析比较,为今后组建电力系统监控网络提供依据。     

燃料电池系统焓轮增湿器性能分析模型

基于吸附过程原理建立了燃料电池系统焓轮增湿器传质模型,模拟研究了空气温度、流量和转轮转速等操作参数对焓轮增湿器性能的影响,模拟结果与实验数据吻合良好.操作参数对增湿器传质过程的影响机制分析表明,提高转轮转速、降低干空气流量和温度有利于提高转轮表面有效传质系数和增湿器传质性能.     

气动差压式液位变送控制系统分析

利用压差变送方测量液位的高度的方可以应用于某些特定液体环境中,系统采用气动喷嘴挡板和波纹管进行伺服控制。本文通过建立液位高度与气动输出信号之间的对应关系及控制系统模型,对压差变送闭式系统的控制原理及过程进行分析和研究,并对实际应用起到指作用。     

减速器结构设计虚拟实验平台开发

减速器结构设计虚拟实验平台通过Solid Works参数化建模和VRML虚拟现实技术为机械结构设计课程提供了新的方法和工具。本文针对减速器零部件快速建模、装配运动仿真和虚拟交互进行了深入研究,封装成具有完整功能的学生实验平台,提高学生的机械结构设计能力。该实验平台推进了虚拟实验教学系统建设。     

基于数据融合的舰用柴油机状态预测系统研究

融合柴油机热工、油液及振动3大类信息,采用灰色理论、自适应谐振理论(ART)和BP网络等相结合的决策级融合技术,建立了一套具有数据融合、分析诊断和状态预测能力的舰用柴油机状态预测系统,并以12PA6V-280型柴油机为研究对象,进行了工作过程仿真及故障模拟研究。     

液货船阀门遥控和液位遥测系统的配置

阀门遥控系统和液位遥测系统是液货船上的重要设备。本文针对液货船项目,简单介绍了阀门遥控系统和液位遥测系统常用的配置和选型,以及它们与船舶自动化系统的集成方案。为用户提供了系统设计的参考。     

基于matlab缠绕机张紧系统控制分析

张紧系统主要用于维持缠绕机缠绕过程中缠绕纤维的张紧力,保证纤维缠绕时的精度和缠绕质量,在缠绕产品成型过程中起着重要的作用。本文基于matlab对张紧系统进行仿真分析,研究在缠绕速度在不同规律变化情况下的张力变化,为张紧系统后续优化提供技术支撑。