海上导航信息远程传输监控技术研究与应用

将北斗通信技术、船舶自动识别系统技术、航标遥测遥控技术以及GPS差分技术进行有效结合,研制了海上导航信息远程传输监控系统,对我国中、远海海域装有AIS设备的船舶进行跟踪与监控、可疑船舶的辨认、船舶的岸基调度、航标遥测遥控、GPS差分信息远程播发等。相比单一技术的应用,海上导航信息远程传输监控系统不受天气条件限制,无需人员定期出海维护,具有设备集成度高、导航差错率低、功能全面、成本效益好等特点。     

新型双船起重拆除平台试验研究

拆除大型海上结构物是一项非常复杂且充满挑战的工程。现提出一种新型海上平台拆除方案,该方案利用三条半潜船来代替具有重型起重装置的单一船舶,通过两艘相同的半潜船将平台上层建筑托起,随后运至第三艘半潜船上完成平台拆除。在风浪流作用下,半潜船和平台的所处方位和运动姿态一直处于动态变化中,这对船舶调节压载的稳定性以及双船运动的同步性提出了要求。为了确保该方案的高效性和安全性,设计了一套完整的模型试验装置,包括船舶模型、平台拆卸辅助设备、六自由度运动采集与分析系统、控制系统、无线通讯系统以及测量系统。开展了相应的水池试验,试验结果验证了双船起重拆除平台方案中双船协同运输这一关键环节的可行性和安全性。     

首艘可燃冰调查船入列

10月18日,中国地质调查局向广州海洋地质调查局移交了“海洋六号”船舶适航证书。这标志着中国第一艘自主研制的可燃冰综合调查船正式入列,使得中国海洋地质调查装备进入国际先进行列。“海洋六号”总造价近4亿元人民币,采用国际先进的电力推进系统、动力定位、全回转舵桨等技术及设备,配置了深海水下遥控探测系统、深海取样分析和高分辨率地震调查系统等多种高科技调查设备。     

600米深海遥控观察系统研制方案通过专家评审 中国准备向深海开发迈出步子

一九九二年三月十六日到三月十八日,中国大洋矿产资源开发协会在上海交通大学召开专家论证会,对上海交通大学水下工程研究所提出的“6000米深海观察系统”研制方案进行评审。该系统是一个装备水下电视摄像机和水下照相机等观察设备的系缆无人遥控潜水器。上海交大科研人员对国内外潜水器的发展水平作了介绍,提出了一个带有中继器的系缆无人潜水器方案,分析了该项研究的技术难点和介决途径。与会专家认为上海交通大     

海洋调查数据集中控制系统框架研究

当前阶段,随着船舶仪器和调查设备自动化程度的提高,船舶信息沟通不畅、调查过程信息交互实时性不足等问题已逐渐成为影响海洋科考工作效率的关键因素。文章结合现阶段海洋科学考察和调查船舶的特点,提出了一种海洋调查数据集中控制系统框架设计方法。采用该集中控制系统,可以实时获取船舶信息以及调查设备数据,从而实现全船的船舶信息共享,并为海洋科考现场控制和数据处理提供决策依据和数据信息。     

基于多源定位数据的实时船舶监控系统设计

船舶监控涉及多类异构数据源,互联难度大。本文提出了一种采用多源定位数据的实时船舶监控系统(Vessel Monitoring System,VMS)设计方案,解决了多源异构数据的互联问题。该方案通过可扩展接口采集各类船舶终端的定位数据,采用多源定位数据融合算法,实现了实时显示船舶位置及快速回放船舶航行轨迹,并能与不同类型的船舶终端交互信息。经实际验证,该系统有效可行,对于促进中国船舶监控物联网发展具有重要作用。     

我国远洋渔船自动化遥控系统设计模式研究

远洋渔业与沿海国家和地区经济有着密切联系。分析了我国远洋渔业装备的发展现状和趋势,介绍了PLC船舶主机自动化遥控系统的组成、结构、功能和总体设计模式,以期为远洋渔船自动化提供较好的应用和参考。     

基于北斗的浮标用航标遥测遥控单元设计

针对现有航标遥测遥控控制单元存在的结构不合理及灵活性差的不足,通过北斗接收天线、北斗发射天线、北斗收发处理模块、监测控制模块和电源模块的开发,设计了分体式航标遥测遥控单元,解决了北斗模块难以更换、接收信号受阻等问题,对于建立浮标类航标的遥测遥控系统具有应用价值。     

基于三电极的船载表层温盐测量仪设计和试验

为了有效借助分布广泛的海洋志愿船舶,构建完整的海洋横纵向温度盐度数值体检图,本文设计了一种船舶搭载的表层温盐测量仪。该仪器基于三电极原理设计,具备传感器防生物附着能力,其测量水路由海水泵、进出水管路和阀门组成,可以搭载于调查船、商船、渔船等各种类型船舶,并在多次海试中随船舶航行同时实现了快速、隐蔽、大范围的测量海洋表层温度和盐度数据,获取沿航线分布的高水平密度、精细的海洋水文资料。海试结果表明,船载表层温盐测量仪是一种新型海洋观测设备,可以极大节约海洋调查成本,特别适用于海上大范围科学调查和争议海区的海上军事测量活动,对提高我国远海观测能力有重要意义,具有广泛的应用前景。     

温州市海洋渔业监控指挥中心建设

温州市海洋渔业监控指挥中心是温州市海洋渔业船舶的海上情况实时监控和海陆间全天候卫星通信的监控指挥中心,通过对该中心的系统组成、网络架构、逻辑结构、基本设备和功能特性的介绍,反映出该中心能最大限度地保障海洋渔业船舶生产安全,满足海洋渔业综合管理、应急救援和防台救灾的需要。     

时滞网络控制系统的动态输出鲁棒控制

针对网络控制系统中存在的不确定时滞,将网络控制系统模型转化为不确定系数的离散时间模型。利用Lya-punov稳定性理论和线性矩阵不等式技术,提出动态输出鲁棒控制器的设计方法,同时给出闭环系统鲁棒渐近稳定的充分条件。仿真例子验证了所提方法的有效性。     

USV-LIF遥测系统的控制系统设计与实现

无人船作为一种新型平台,在海洋环境监测中具有布放灵活、自动测量等优势。对于近岸港口等溢油事故发生频繁区域的环境监测,相比于传统的机载和船载溢油激光荧光遥感技术,采用无人船平台搭载激光荧光传感器进行探测更为方便有效。本文对基于无人船的激光荧光(USV-LIF)遥测系统进行总体方案设计,并详细设计了其控制系统,该系统包括岸基远程控制模块和USV-LIF现场机控制模块两部分。利用无线网络通信链路实现从岸基终端对USV-LIF现场机的远程控制与通信,并通过现场机的控制模块实现对USV-LIF现场机的仪器状态控制、数据采集以及时序控制等功能。在实验室条件下,对USV-LIF遥测系统的整体运行、远程控制数据传输以及系统长时间连续工作进行了模拟联调测试,结果表明,所研发的控制系统的功能基本达到了现场探测需求。     

海水循环冷却系统腐蚀、污垢和菌藻控制技术研究

海水循环冷却技术,是海水资源利用领域一项新技术,属于海水直接利用技术的范畴。海水含盐量高,具有腐蚀和结垢性的离子浓度远高于一般淡水,且微生物和大生物的种类多、含量高,远不符合国家标准《工业循环冷却水处理设计规范》规定的循环冷却水的水质要求,但是,海水循环冷却技术实验室研究表明,通过添加海水缓蚀剂,阻垢分散剂,菌藻杀生剂等海水水处理药剂,在腐蚀控制,污垢控制,菌藻控制等方面,可以达到或接近国家有关标准规定的技术指标要求。     

船舶动力定位系统的预测模糊控制

在船舶动力定位中采用预测模糊控制策略,即通过自校正滤波与Ｋａｌｍ ａｎ 滤波得到系统低频运动位置偏差与相应速度的预测值作为模糊控制器的输入,以实现对其在水平面内的运动控制。因为基于系统模型的滤波器输出最终是经模糊化后输入至模糊控制器的,于是可大大降低对系统建模的精度要求,控制器本身具有强的鲁棒性。仿真结果说明了该策略的可行性及良好的控制性能。     

高性能位置伺服控制系统的Simulink仿真研究

高性能位置伺服控制系统具有响应迅速、超调量小、精度高、跟踪性能好等优点。 在传统的三闭环伺服控制系统中存在跟踪滞后、轻载超调量大等问题。 为此,我们在伺服控制系统的电流环和速度环中引入前馈控制环节解决滞后性的问题,在系统位置环中设置微分负反馈环节来减小超调量。 仿真实验验证了该系统已满足高性能伺服控制系统的性能要求,具有一定的工程应用价值。     

一类有数据包丢失的长时延网络控制系统的最优控制

研究一类具有数据包丢失的长时延网络控制系统的最优控制问题。首先建立控制器和执行器均采用时钟驱动的长时延网络控制系统的离散时间系统模型,提出1种基于维序策略的数据包丢失判别方法。然后在数据包的最大丢包率和最大连续丢包长度被限定的情况下,提出1种用于补偿丢失数据的估值补偿方法。该方法可以根据历史状态向量和控制向量信息估算出当前的控制量。利用该方法和动态规划算法,导出了离散二次型性能指标下的网络控制系统的最优控制序列,进而给出了最优控制律的实现算法。最后通过1个数值仿真算例,比较了不对丢失数据进行补偿和采用估值补偿2种方法对于系统性能的影响,从而验证了主要结果的有效性和正确性。     

A Variable Buoyancy Control System for a Large AUV

A large autonomous undersea vehicle (AUV), the Seahorse, has been designed, constructed, and tested by the Applied Research Laboratory at Pennsylvania State University (ARL/PSU, University Park, PA) for the U.S. Naval Oceanographic Office (NAVOCEANO, Stennis Space Center, MS). The vehicle is required to launch in shallow water (<10 m) and to hover without propulsion. Additionally, due to the very large size of the vehicle, low operating speeds and very long missions, small changes in vehicle trim resulting from battery replacement, sensor exchanges, and water temperature variations can result in significant drag-induced energy penalties over the duration of a mission. It is, therefore, important to continually maintain the AUV in fore-aft trim over the course of the mission. The vehicle is equipped with a two tank variable buoyancy system (VBS) to meet these requirements. The resulting control problem is one where the control variable, pump rate, is proportional to the third derivative of the sensed variable, depth; there are significant delays, and forces are nonlinear (including discontinuous) and highly uncertain. This paper describes the design of the VBS and the control software operating in two modes: depth control mode and trim control mode. In-water test data and simulation results are presented to illustrate the performance of the VBS controller. The benefits of the presented approach lie in the intuitiveness and simplicity of the design and the robustness as evidenced by the performance in both fresh and salt water. This paper provides practical insight into the operation of a VBS with an AUV and discusses actual operational experience. To our knowledge, no previous work considers the significance of an observed surface capture phenomenon to the design of a VBS control system, especially in very shallow water.     

动力定位系统的控制方程及模型试验

动力定位系统（ＤＰＳ）是开发深海的一种较为有效的海上开发系统。由于ＤＰＳ是一个较为复杂的系统,在进行模型试验时,每个Ｚ型螺旋桨都设有计算机芯片以及遥控装置,用以接收ＰＩＤ系统发出的指令,为模型试验的模拟也带来了一定困难。本文讨论了动力定位系统的数学模型,模型试验中推力的分配及控制方程和试验中的一些要求。