某船载雷达稳定平台的结构设计及分析

文中针对船在海上航行时产生的横摇、纵摇和艏摇会影响船载天气雷达的探测精度问题,设计了一种基于Stewart机构的船载稳定平台,用于隔离运动载体的扰动,其驱动形式为电动。该稳定平台具有精度高、重量轻和承载大等优点。利用ANSYS软件对稳定平台进行受力分析,得到其极限姿态下的应力分布情况及变形量,能够极大地提高设计的准确性和缩短设计周期。实践表明：该船载雷达稳定平台能够通过实时调整姿态保证天馈系统的转台始终垂直于水平面,设计合理,满足使用要求。     

舰载光电跟踪设备的目标预测算法研究

舰载光电跟踪设备在跟踪百公里以上的目标时,由于受到障碍物干扰,目标有时可能从视场中丢失,需采用记忆跟踪算法对目标的未来时刻位置进行预测,重新找回目标。常规的CA、CV模型预测目标时忽略了残差,记忆跟踪时间短,从而造成预测目标不够精确。针对以上问题,提出了Kalman目标预测模型,延长记忆跟踪时间。首先,由船地坐标转换公式推导了甲板坐标系下船摇速度,前馈到伺服控制系统速度回路中,保证视轴自稳定,同时提高跟踪精度;其次,概述了CA、CV、Kalman目标预测模型;最后,重点论述了3种目标预测模型记忆跟踪和实时雷达引导二维位置信息之间的关系。试验结果表明,本文由于引入了Kalman目标预测模型,使得记忆跟踪时间比传统的CA、CV模型的预测目标时间提高了一个数量级。解决了工程中舰载光电跟踪设备受船摇影响时跟踪精度低和记忆跟踪时间短的问题。     

舰载雷达稳定转台调平误差分析

本文对舰载雷达稳定转台的调平方法和调平误差作了分析,指出稳定转台的纵摇和横摇传动链的回差是产生调平误差的主要原因。导出了调平误差的计算公式,提供了一些有实用价值的数据。     

自适应波浪动态补偿液压绞车及成套控制系统总体设计

为了克服船用的起重机在海洋工况船舶并靠吊装货物时,因海浪起伏使吊装船与接收船呈现复杂的波动状态,如横摇、纵摇及升沉运动,从而造成两船复杂的相对运动而使其无法平稳完成装卸并会因冲击和碰撞使货物受到损坏,甚至发生重大事故,提出了一种自适应波浪动态补偿液压绞车及成套控制系统,能随着波浪的起伏自动调节起重机的起重速度,从而成功避免由于波浪造成的起吊问题。用户应用结果表明,该设计安全可靠,传动效率高,可以大范围内推广应用。     

基于摇板运动分析的波浪产生方法研究

针对试验水池中波浪产生方法的问题,对试验水池中摇板式造波机的摇板速度、角度和波浪高度产生机理之间的关系进行了分析,对国内外学者关于波浪高度产生机理的研究进行了归纳,提出了一种基于摇板运动分析的波浪高度产生方法的研究。利用流体力学的连续性方程中体积流量变化关系,建立了理论波浪高度产生与摇板运动参数之间的数学模型,并通过Matlab进行了理论曲线的研究。最后,通过搭建相应的试验平台进行了实验验证。研究结果表明,该方法适用于试验水池中波浪高度产生方法的研究,提高了波浪模拟的准确性,为海洋装置的设计开发提供了相关理论指导。     

一种舰载伺服稳定平台的结构设计

设计了一种舰载的伺服稳定平台,该稳定平台采用地平式双轴转台的结构形式,用于加装负载并完成指向精度标校功能,可在船体航行和系泊状态下隔离船摇影响,稳定负载指向功能;文中给出了伺服稳定平台的结构形式,并进行了有限元仿真分析。     

新型外转子雷达稳定平台的动态特性分析与优化

光电雷达稳定平台可以隔离船摇,使负载雷达保持惯性空间稳定,是使用雷达时的重要部件。运用Pro-E软件对新型基于外转子的光电雷达稳定平台进行了三维实体建模,进行合理简化后,进入Ansys软件建立有限元模型。应用有限元理论和Ansys软件对该平台进行了模态分析,得到稳定平台前8阶模态的固有频率和振型。其中对比了不同网格,不同材料产生的不同模态,对同类分析提供了参考,也为此稳定平台的设计优化提供依据,提出了改善该平台结构动态性能的措施。     

深海采矿升沉补偿模拟试验方案研究

深海采矿中采矿船的纵摇、横摇和升沉运动对采矿系统非常不利,是深海采矿技术中的一个重要研究内容.深海采矿系统结构庞大,无法直接在实验室中进行实验研究,参考国外相关技术,提出对采矿船纵摇、横摇和升沉运动进行补偿的实际方案,并根据相似原理,推导出符合本系统的相似准则,从而将实际系统的边界条件,缩放到实验室环境.仿照实际系统,设计了试验系统.在试验系统中,可以进行纵摇、横摇补偿特性、升沉补偿特性、水动力特性以及各功能实现的结构方法的研究,为实际系统的实现提供参考依据.     

船载经纬仪数据处理

为了保证船载经纬仪的测角精度,补偿站位及船摇误差,分析了船载设备的姿态数据对测角误差的影响并建立了船摇误差模型.根据该模型提出了设备标定及测量方案,并给出了船载设备站位修正及事后数据处理方法.首先,建立船摇误差模型,分别给出航向、俯仰及横滚测量误差对设备方位角和俯仰角的影响公式;结合测量设备指标及任务要求,制定了标定及测量方案,给出了设备能够保证精度的测角范围.然后,提出了在船载设备特殊使用环境下,站位数据的测量方法及相应的站位船摇修正算法.最后,说明了船载光测设备的测量数据事后处理方法.实验结果表明,在船载精确姿态测量系统最大误差为航向角1.2′,纵倾角24″,横倾角24″的条件下,设备的测角误差均方根为方位≤57″,俯仰≤34″,基本达到了在该测量条件下的理论最优测角精度.     

无人船载设备双轴机械稳定平台速度前馈控制方法研究

针对无人船体积小、船体纵横摇摆动剧烈、变化迅速的特点,研究一种基于前馈-PID控制算法的双轴机械稳定平台控制算法.利用姿态测量模块实时测量船体纵横摇角度及角速度,经过前馈补偿算法运算后控制伺服电机动作实现平台水平稳定,保证船载设备稳定运行.     

基于惯导解算的舰船升沉测量技术

针对舰船升沉运动对其自身操纵性的影响,提出一种利用捷联惯导系统测量舰船升沉的方法。给出了船体升沉的具体定义,分析了捷联惯导系统解算过程对舰船升沉测量的影响,总结了测量升沉运动的具体实施方案并提出利用数字高通滤波器完成对海浪等高频扰动的分离。结合舰船工作环境设计了多运动条件下的升沉仿真实验,结果表明:所提出的舰船升沉测量方案可较为准确地得到载体升沉信息并具有较高的工程实践意义。     

利用视频判读进行白天测星方法的研究

针对测量船光测设备的电视测量系统白天测星能力的不足,提出了一种新型的白天测星方法.该方法将光测设备测星的视频图像实时记录于计算机的硬盘,并根据判读存储于硬盘中星体图像的脱靶量,完成测量船的航向修正和动态标校.应用这种方法,可以提高光测设备白天测星的能力及测量船的总体测量精度,是一种准实时的、切实可行的白天测星方法.     

基于PMAC的减摇水舱试验台控制系统设计

减摇水舱属于典型的船舶横摇减摇装置,装船前必须采用试验台验证水舱的减摇能力。水舱试验台能够模拟船舶横摇、横荡两个方向的运动,采用液压伺服系统驱动。为了能够满足水舱试验的要求,克服耦合干扰力,设计了数字控制系统,并采用PMAC运动控制器实现对试验台的控制,最后通过试验调节参数,使系统达到预期指标。     

用动态水平基准测量系统实时测量船体横扭角和纵挠角

设计了动态实时水平基准测量系统,讨论了用该测量系统测量远望号测量船变形角的可行性及利用该系统测量船体横扭角和纵挠角的原理和误差项。依据测量船的实际需要确定了动态水平基准测量系统的关键技术指标,并分析了测量船体横扭角和纵挠角的测量精度。分析结果表明：系统对船体横扭角和纵挠角的测量误差均不大于3″,测量距离理论上不受任何限制,远大于200 m(测量船船体长度)。利用现有外场试验条件进行了码头停靠状态下远望号测量船两测量点间的船体横扭角和纵挠角测量试验,结果表明：利用动态水平基准测量系统实时测量船体横扭角和纵挠角的方法切实可行,不仅提高了测量精度,而且克服了传统的大钢管基准测量法体积大、重量沉,装调及维护困难等缺陷。实验显示,该动态实时水平基准测量系统的应用领域相对广泛。     

全局注意力关系网络的小样本船舶识别

实际场景中采集的船舶目标类别样本数量不均衡,模型训练易导致过拟合。 传统迁移学习的数据集划分存在类别交 叉,造成未标注新类别识别精度低。 为解决上述问题,提出了一种跨目标通用全局注意力机制与关系度量网络融合的小样本船 舶识别算法。 该方法通过在关系网络中引入全局注意力机制,利用关系网络提取到的原始特征,经过全局注意力机制平滑不均 衡类别间的目标特征,并与关系网络提取的原始特征融合后进行特征距离度量。 该方法增强了全局特征之间的一致性,有利于 学习不变的目标特征,提升少样本少标签的船舶目标识别性能,解决了训练过程中类别不均衡导致的过拟合问题。 利用自己采 集制作的船舶数据集对本文方法进行测试实验,识别精度提高了 5. 6% (5-shot)、3. 2% (1-shot),减小了不均衡类别对模型目标 识别造成的影响,增强了模型的鲁棒性。     

环形激光器双光路椭圆度测量系统

针对通过测量输出光椭圆度对环形激光器进行调腔的要求,研究并建立了环形激光器双光路椭圆度测量系统.计算分析了无源环形腔对S线偏光和P线偏光的频率响应特性,得出S线偏光谐振峰频率特性更适于无源环形腔的稳频.采用S线偏光作为外部输入光来提高稳频精度,搭建了环形激光器双光路稳频与测量系统.环形激光器稳频系统在10 s内就能完成稳频,稳频效率高,稳频后光强波动幅度为1.8％.提出的椭圆度测量方法使椭圆度变化幅度约为0.65％,减小了光强波动对测量精度的影响.实验显示,构建的测量系统可满足椭圆度测量的要求.     

抓斗卸船机钢结构应力谱统计方法

以某码头1 800 t/h牵引式抓斗卸船机为研究对象,首先通过有限元分析软件Ansys对卸船机进行建模计算,确定结构的静载应力以及动载应力测点;然后模拟其真实卸船作业的典型工况,采用应变电测法对相关测点的动载应力进行实时数据采集;最后根据抓斗船型及抓取量对应力谱的影响,对卸船机钢结构应力数据进行统计分析,得到钢结构测点对于各种船型整个工作循环的应力谱,结合各船型到港次数,进而可以推算出卸船机钢结构测点全年的应力谱,为疲劳寿命评估打下了基础。     

基于卡尔曼滤波技术解算惯导的水平偏差

针对测量船惯导系统水平及航向精度检测需求,提出了采用卡尔曼滤波技术解算惯导水平偏差的新方法。对经纬仪校准惯导的基本原理及陀螺的随机飘移分析,利用经纬仪测星方法,在惯导飘移误差小于7′,标定误差可在2″以内,可有效地消除惯导的随机游动误差分量,将使测量船的整体测量精度得到显著的提高。     

基于特征单元的产品自组织设计方法

特征单元技术是产品信息模型的基础。特征单元的自组织规则是特征单元的自协调、自稳定和自激发特征的有力保证。本文系统地提出一系列单元的自组织规则 ,为基于特征单元的产品自组织设计提供了有力的保障     

基于全站仪三坐标测量系统的测量方法

由数台全站仪和一台计算机组成的全站仪测量系统进行前方交会测量,可以完成在工业测量中的单点坐标的测量、特别是大尺寸工件的测量。现根据全站仪测量系统的测量原理,对较大范围内检测点的空间三坐标计算方法和误差作一分析探讨。以实现如汽车车身、轮船船体、空中客车等加工制造中大工件的在线检测。