船舶运动姿态测量系统设计与实现.pdf

《船舶运动姿态测量系统设计与实现.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第39卷第7期舰船科学技术Vol.39,No.72017年7月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYJul.,2017船舶运动姿态测量系统设计与实现唐原广，王志光(中国海洋大学工程学院，山东青岛266100)摘要:为了获取海上航行船舶及自航模试验中船模的姿态参数，设计一种基于MEMS（微机电系统）技术的波高倾斜一体化传感器的船舶运动姿态测量系统。此系统通过MEMS波高传感器对船舶升沉信息进行采集，利用倾角传感器对船舶的纵摇和横摇姿态信息进行采集，采集到的信息经多路A/D转换后送入单片机进行处理，实时得出船舶运动的升沉、纵摇及横摇变化。经处理后的三组数据由

2、船舶运动姿态测量系统通过RS-485串口送到数据接收处理机存储、分析并实时显示船舶运动的姿态变化曲线，该数据接收处理软件采用VC++编写。经过大量试验及海上测试，该系统性能稳定，测量精度高，具有较大的实用价值。关键词：升沉运动；波高倾斜一体化传感器；纵摇横摇；VC++中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1672–7649(2017)07–0108–04doi：10.3404/j.issn.1672–7649.2017.07.022DesignandrealizationofmotionattitudemeasurementsystemforshipsTA

3、NGYuan-guang,WANGZhi-guang(CollegeofEngineering,OceanUniversityofChina,Qingdao266100,China)Abstract:Inordertoobtaintheseaofshipandselfpropulsiontestofshipsmodeattitudeparameters,designedofashipmotionattitudemeasurementsystembasedonMEMStechnologyforwaveheightandtiltintegratedsensor.Thi

4、ssys-temcollectstheinformationofshipheavethroughtheMEMSwaveheightsensor,collectsthepitchandrollattitudeinform-ationoftheshipbyusingthetiltsensor,thecollectedinformationissenttothesinglechipmicrocomputerthroughthemulti-channelA/Dconversion,real-timetogivetheheavemotion,pitchandrollchan

5、gesoftheship.ThedataofthethreegroupsafterthetreatmentbymotionattitudemeasurementsystemforshipsthroughtheRS-485serialporttothedatareceivingpro-cessorstorage,analysisandreal-timedisplaymotionattitudecurveoftheship,andthedatareceptionprocessingsoftwareiswritteninVC++.Afteralotoftestsands

6、eatrials,thesystemisstableperformance,highaccuracy,hasgreatpracticalvalue.Keywords:heavemotion；waveheightandtiltintegratedsensor；pitchandroll；VC++0引　言和惯性测量等方面对船舶运动测量系统进行初步研究[2]。本文设计与实现了基于MEMS技术的波高倾斜一体化现代船舶发展越来越趋向于大型化、专业化，出传感器的船舶运动姿态测量系统[3-6]。该系统不但结现了各种新型大型船舶，如超大型油船、集装箱船等。构紧凑、小型化、集成化、易

7、装卸，而且具有量程大、随着船舶尺寸的增大，船舶营运条件的复杂化，船舶分辨率高、实时性强等特点，有着理想的应用前景。的安全营运问题尤显突出[1]。为对海上航行船舶的安全状态进行更加准确的评估需要获取船舶的运动姿态1基本原理参数。此外自航模试验中需要获取船模航行过程中的纵摇和升沉位移等姿态参数。因此，人们对船舶运动惯性测量以牛顿力学定律为基础，利用惯性测量测量系统的研究愈加重视，并且有更多的研究成果和元件（加速度传感器）测量载体相对于惯性空间的运产品不断呈现。动参数[7]。将内部含有重力加速度传感器的船舶运动国内外学者们分别基于机械式、磁测式、GPS式姿态测量硬件系统

8、固定在船体