本文關(guān)鍵詞：船用高精度液位遙測(cè)及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 液位遙測(cè) 擴(kuò)展卡爾曼濾波 低通濾波 多傳感器融合 TRACE MODE 6

【摘要】：隨著船舶自動(dòng)化水平的提高,液位遙測(cè)系統(tǒng)成為船舶配套系統(tǒng)中的重要組成部分,在目前新建的船舶上應(yīng)用越來(lái)越廣泛。通過(guò)液位遙測(cè)系統(tǒng)可以監(jiān)控船艙的液位、艙容、溫度、壓力等參數(shù)并對(duì)異常情況進(jìn)行報(bào)警。其中,液位和艙容值是船舶監(jiān)測(cè)參數(shù)中的一項(xiàng)重要指標(biāo),通過(guò)調(diào)節(jié)船艙的液位值可以改變船舶的運(yùn)行姿態(tài)。為了精確控制船舶的運(yùn)行姿態(tài)和保障船舶的運(yùn)行安全,液位測(cè)量值的精度要求越來(lái)越高。本文結(jié)合壓力式與雷達(dá)式液位測(cè)量方法,分別從液位測(cè)量原理和系統(tǒng)精確測(cè)量原理、系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)、驗(yàn)證性試驗(yàn)分析設(shè)計(jì)了一套高精度的液位遙測(cè)及控制系統(tǒng)。試驗(yàn)結(jié)果都表明本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)精確度高,穩(wěn)定性強(qiáng),具有良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文完成的主要內(nèi)容包括:1.分析了壓力式和雷達(dá)式液位測(cè)量原理。然后,在對(duì)比兩種液位測(cè)量方法的基礎(chǔ)上給出了基于這兩種液位測(cè)量方法的液位遙測(cè)系統(tǒng)框架圖。2.分析影響液位遙測(cè)系統(tǒng)測(cè)量精度的主要原因,對(duì)船艙液位和艙容的精確測(cè)量作了詳細(xì)闡述。液位的精確測(cè)量主要分為對(duì)傳感器測(cè)量值的預(yù)處理、船舶橫縱傾液位值的修正以及對(duì)波動(dòng)液位的濾波處理。其中,詳細(xì)介紹了采用擴(kuò)展卡爾曼濾波和低通濾波方法實(shí)現(xiàn)對(duì)波動(dòng)液位的濾波處理過(guò)程。另外,提出了一種基于多傳感器融合的精確液位測(cè)量方法;艙容的精確測(cè)量則主要是對(duì)艙容表采取分段擬合的方法重新獲取精確的艙容曲線。3.在給出液位遙測(cè)及控制系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上,詳細(xì)說(shuō)明了其各個(gè)子系統(tǒng)的工作原理、硬件設(shè)備的選型以及接線方式。4.針對(duì)不同的硬件連接完成了基于DCON Utility軟件的系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)置和基于TRACE MODE 6組態(tài)軟件的上位機(jī)監(jiān)測(cè)與控制程序的設(shè)計(jì)。另外,在C#.NET平臺(tái)開(kāi)發(fā)了一套液位遙測(cè)及控制系統(tǒng)的歷史測(cè)量、控制以及異常報(bào)警參數(shù)的查詢界面。5.對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)采用兩種方式進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。一方面,通過(guò)單艙液位測(cè)量驗(yàn)證系統(tǒng)測(cè)量的精確度。另一方面,為了進(jìn)一步驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性和精確度,將本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)運(yùn)用于浮動(dòng)船塢模型進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：液位遙測(cè) 擴(kuò)展卡爾曼濾波 低通濾波 多傳感器融合 TRACE MODE 6
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U665.26;TP873
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 課題研究背景12-13
• 1.2 液位測(cè)量系統(tǒng)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.4 章節(jié)安排16-17
• 1.5 本章小結(jié)17-18
• 第2章 液位遙測(cè)系統(tǒng)的原理18-24
• 2.1 液位測(cè)量方法的比較18-20
• 2.2 液位測(cè)量系統(tǒng)20-23
• 2.2.1 壓力式液位測(cè)量系統(tǒng)20-22
• 2.2.2 雷達(dá)式液位測(cè)量系統(tǒng)22-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第3章 液位遙測(cè)系統(tǒng)的精度分析24-38
• 3.1 傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)的預(yù)處理24-25
• 3.2 船舶橫縱傾液位的修正原理25-28
• 3.2.1 雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量液位的修正原理25-26
• 3.2.2 壓力傳感器測(cè)量液位的修正原理26-28
• 3.3 波動(dòng)液位的精確測(cè)量原理28-34
• 3.3.1 擴(kuò)展卡爾曼濾波29-31
• 3.3.2 低通濾波31-32
• 3.3.3 加權(quán)融合算法32-34
• 3.4 艙容的精確測(cè)量原理34-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)38-52
• 4.1 系統(tǒng)總架構(gòu)38-39
• 4.2 液位測(cè)量系統(tǒng)39-46
• 4.2.1 系統(tǒng)傳感器39-44
• 4.2.2 采集控制模塊44-46
• 4.3 閥門控制系統(tǒng)46-51
• 4.4 異常報(bào)警子系統(tǒng)51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第5章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)52-70
• 5.1 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹52-53
• 5.2 液位監(jiān)測(cè)與控制程序的設(shè)計(jì)53-66
• 5.2.1 系統(tǒng)通信建立53-54
• 5.2.2 液位測(cè)量系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)54-58
• 5.2.3 閥門控制系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)58-60
• 5.2.4 顯示與操作界面的設(shè)計(jì)60-64
• 5.2.5 異常報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)64-66
• 5.3 歷史數(shù)據(jù)查詢界面的設(shè)計(jì)66-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 第6章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與數(shù)據(jù)處理70-80
• 6.1 液位測(cè)量系統(tǒng)的初步驗(yàn)證70-73
• 6.2 浮船塢實(shí)例驗(yàn)證73-79
• 6.3 本章小結(jié)79-80
• 總結(jié)與展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文86-88
• 致謝88

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