航海模拟器中船舶数学模型仿真研究

航海模拟器是基于虚拟现实技术的一种实验设备,通过再现船舶航行的虚拟场景,给船舶驾驶员提供一个模拟操船训练平台。在航海模拟器系统中,船舶数学模型作为模拟船舶航行的状态和轨迹的关键技术,其精确度直接决定航海模拟器的仿真度。为了提高航海模拟器实验室的仿真度,利用船舶分离建模思想,在分析船体力、螺旋桨力及舵力作用的基础上,假定环境因素为无风无流,利用P-M波谱模型来表达波浪模型,分析船舶在不规则波作用下响应函数,构建船舶数学模型。对所建立的船舶数学模型进行了静水中的操纵性实验和在不规则波中的震荡实验,实验结果表明,仿真船模与实船数据相当,满足IMO对船舶操纵的要求,并且仿真船模震荡实验数据满足船舶耐波性试验估算值。     

船舶阻力教学实验的计算机模拟与仿真

在本科专业教学过程中，船舶阻力教学试验的计算机模拟与仿真，是基于实船和船模阻力分析预报的基本理论，运用Visual Basic程序设计语言与数据库技术，对本船模试验水池已做过的各类船模阻力试验数据进行编程，使学生不受实验场地、设备和空间的限制，利用虚拟实验系统进行船舶阻力实验模拟与仿真，克服了船模试验的设备庞大和高成本的限制，本系统可成为船舶阻力教学实验辅助工具。     

基于MFC的船舶运动视景仿真

采用P-M谱对长峰波海浪进行仿真,并给出船舶在风浪中的摇荡数学模型,同时利用MultiGen-Creator／Vega软件,设计出船舶运动视景仿真平台,并在VC++中设置人机交互界面,实现可视化控制仿真。仿真效果表明此仿真系统能很好地模拟船舶航行运动过程,为船舶减摇研究提供直观的事实根据,在虚拟训练等方面有一定的应用价值。     

海洋工程动力定位实验室建设与实践

根据学校的现有资源,介绍了广东工业大学动力定位实验室的建设实践。首先通过对船舶的运动模型以及复杂海况下风、浪、流数学模型的研究,为设计出合理的控制算法实现对船模的控制提供依据;再次制作水池模拟海洋环境,根据水池尺寸大小制作船模;最后完成船模的电气系统安装,建设船舶仿真平台。在仿真平台基础上,验证超声波定位的精度、完成船模外载荷动力学建模和仿真估计以及实现推进器推力的合力优化分配等工作。通过与企业产学研联盟的形式,最终将研究成果应用于船舶产业化。     

航行保障与操纵训练实验室建设

航海作业、导航定位、船舶操纵是海运院校船舶驾驶专业学生必须具备的专业技能。针对传统实验室在航行保障、舰舶操纵等教学与训练中的某些弊端,建设集航海作业、导航定位、船舶操纵等一体的综合实验室,实现航海导航保障、船舶航行操纵的综合训练。通过计算机功能模拟软件、自动舵模拟操纵训练系统,结合船舶实时运动模型,建立基于电子海图技术的航行保障与船舶操纵综合训练系统,实现综合航海作业、导航定位及船舶模拟操纵训练;并通过多媒体教学软件,结合计算机大屏幕投影,实现多媒体教学,以提高教学训练效果。     

探讨大连30万吨级原油码头船舶航行及靠离泊安全模拟试验的方案

先进的大型船舶模拟器已发挥出重要的作用并且以后的应用前景将更加巨大,本文主要探讨了如何运用大型船舶模拟器来进行大连30万吨级原油码头船舶航行及靠离泊安全模拟试验,阐述了笔者如何考虑模拟试验的影响因素,并提出了可行的模拟实验方案。     

数字式电动操纵负荷系统设计

操纵负荷系统是模拟不同环境状态下驾驶员所感觉到的操纵力的人感系统。根据对飞机操纵系统的分析,给出了某型号飞行模拟器操纵负荷系统的模拟原理,构建了一种数字式电动操纵负荷系统,对其功能、工作原理和结构组成进行论述,建立了驾驶杆力的数学模型,对操纵负荷控制系统的软硬件结构和机械连接进行了研究和设计,该系统实现了对飞机操纵系统的性能模拟,已成功应用于某型飞行模拟器产品研发中。同时系统的设计满足操纵负荷系统的通用性,可适应不同仿真对象和不同工作模式负载力特性变化的要求,对于运动仿真、场景仿真和其他与位移和力反馈有关的仿真领域也有一定借鉴意义。     

谈谈如何利用BRM培训来提高学生海上应急心理素质

长期以来,由于航海类职业院校条件有限,对航海类学生海上应急心理素质方面培养不够。随着"驾驶台资源管理"项目的开展,利用船舶大型操纵模拟器对航海类学生进行海上应急状态下的应急反应能力训练,对于积累海上应急经验,提高学生的应急心理素质起到一定作用。     

航海模拟器在船舶驾驶专业教学中的应用

本文根据航海模拟器所提供的功能环境和船舶驾驶专业教学的特点,探讨了航海模拟器在专业教学中的应用。     

没有不受伤的船

在西班牙的巴塞罗那,有一家古老的船厂。这家造船厂从建厂的第一天起,就定下了一个规矩:所有从船厂出去的船舶都要造一个小模型留在厂里,并派专人收集这只船的航行情况,然后整理成文字把它刻在模型上。500年来造船厂共收存了近10万只船的模型。在一只名叫"西班牙公主"号的船模上,刻着这样的文字:本船共航海50年,它11次遭遇冰川,     

现代北斗卫星船舶导航实验室建设和运行

分析了北斗二代卫星导航系统在航海中的应用以及北斗卫星船舶导航实验室的功能需求和教学实践需求。结合当前实验室的建设方案和航运科技的发展,研究了北斗卫星船舶导航实验室的建设方案,并在该实验室环境下开展北斗二代卫星导航系统在航海领域中的应用研究和实验教学方案研究。通过模拟仿真实验的设计和实验数据分析的实例对实验室的功能进行了验证。实验表明实验室建设方案合理,运行效果良好,符合北斗实验室在航海应用中的功能需求及教学任务需求。     

基于Matlab/Flightgear飞机飞行性能的可视化仿真系统

通过建立非线性六自由度飞行动力学模型和飞行仿真模型,借助Matlab可视化编程工具,利用Flightgear(飞行模拟器)的输入/输出接口将仿真数据实时传输.驱动Flightgear模拟器实现了飞行仿真的可视化,真实的模拟了飞机的降落过程,并得到飞机飞行性能参数随时间变化的曲线.     

工程陶瓷磨削力建模的研究

通过对Si3N4、Al2O3和ZrO2三种工程陶瓷材料进行磨削加工试验,获得磨削力的实验数据。利用人工神经网络和遗传算法建立工程陶瓷磨削力数学模型。在相同的加工条件下参照试验数据对这两种模型进行分析,得出人工神经网络建立的数学模型相对误差小些。     

船舶动力定位系统虚拟仿真实验平台

给出了动力定位系统虚拟仿真实验平台的体系结构、硬件组成、交互仿真信息流、船舶虚拟三维运动显示、船舶模型、海洋环境模型,基于该虚拟仿真实验平台在船舶动力定位系统作业时进行了仿真试验,试验结果表明所设计的试验平台可以实现动力定位系统的动态模拟。该平台为研究船舶运动控制技术、计算机控制技术综合实验提供了试验平台,还对降低实船调试成本和风险、提高实船海试效率,具有积极的作用。     

基于校企合作的航海教育“航行认识实习”研究

航行认识实习是航海类专业实践教学的重要环节,由于实习船舶、经费、船舶营运等客观原因,目前我国航海院校航行认识实习的实施还存在一些问题和困难。在合理解决理念、机制、效益等方面问题的基础上,笔者认为,在校企合作建造的实习船上开展航行认识实习是一种有效的航海教育实践教学形式。     

基于Vega Prime的船舶视景仿真

本文基于Vega Prime引擎实现了船舶在海洋上驾驶仿真时船舶和海洋参数的模拟,从而模拟真实船舶航行时船的运动姿态和海洋效果,以及实时的天空环境的仿真。     

基于OSG与粒子系统的气候特效模拟研究

气候特效的模拟在视景仿真系统、计算机游戏、三维动画中有着广泛的应用,它可以大大提高三维场景的真实感。粒子系统是模拟气候特效的有效方法。介绍了粒子系统相关原理、粒子的数学模型以及自定义粒子系统的创建,并运用OSG技术与粒子系统,以雨雪雾为例模拟了自然景物中的气候特效。实验结果证明,基于OSG的自定义粒子系统能够更加真实地模拟气候特效,仿真效果逼真,适合在高仿真度的环境下使用。     

多热源环状管网的MATLAB仿真优化分析

在理论研究的基础上,结合仿真模型,利用MATLAB／SIMULINK对动态系统进行建模,分析了多热源环状供热管网的运行状态,通过对多热源环状管网水力工况模拟与仿真,可以比较实验模型数据与仿真模型数据,得出仿真完全符合实际规律的结论,从而确定了仿真的可信性。同时,进一步对无法利用实验进行研究的大型多热源环状管网进行仿真,分析大型环网的具体设计过程,从而指导环网的实际运行及调节。     

对当前船载AIS设备在安装、实践中存在问题的思考

AIS（船舶自动识别系统）的诞生弥补了雷达对船舶跟踪的不足,它在保障船舶航行安全和保护海洋环境方面发挥的作用受到航海界的认可,但在实际使用中仍然存在着不足急需改进。本文结合船舶检验工作,将一些具有代表性的问题列出,提出了在实际中的解决办法和建议。     

运用机械动力学软件ADAMS进行辅助教学的研究

本文阐述了利用机械动力学软件ADAMS进行辅助教学的主要过程：在分析机械手抓取机构的工作原理的基础上,运用理论力学基础对它做受力分析,得出输入力和输出力之间的关系公式。运用专业三维设计软件UG建立三维模型,通过PARASOLID传输标准将三维模型导入专业仿真软件ADAMS中。对其进行仿真分析,对比仿真实验数据与理论数据。最后建立合适的变量对模型进行优化处理。