基于虚拟仪器的分布式实时在线半实物船舶仿真系统的开发

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1、基于虚拟仪器的分布式实时在线半实物船舶仿真系统的开发Developmentofreal-time&onlinedistributedemulationfornavalvesselbasedonvirtualtechnology作者：吴道虎李峣职务：博士/高级工程师博士/副教授公司：华中科技大学水电与数字化工程学院应用领域：研究和开发极大影响远洋船舶的正常航分布特性，在适当的船舶部位挑战：应用虚拟仪器技术，实行和船舶内仪器仪表的正常安装与船舶磁极相反的消磁时在线仿真船舶磁场的特征，工作，因此要定期到专业消磁磁极，并根据不同的部位，施为现代船舶设计提供科学的站进行必要的消磁，不仅耗加不同的消磁

2、磁场，从而到达理论依据，并且缩短了船舶设时、耗力，而且由于各种船舶消磁的目的。计的周期、降低了研制经费，的特性不同。不仅给消磁工作一艘船舶通常可分为舰具有较大的经济和社会效应。带来了极大的困难，而且船舶艏、建中和舰艉三个部位，并应用方案：应用NI公司的虚有时还得不到有效地消磁。假且不同部位的磁场分布特性拟仪器技术，采用PXI体系结如能实时在线仿真该种船舶以及强弱不同，为了真实模拟构和CANBUS作现场总线，的磁场特性，在船舶上安装必出船舶的磁场特性，在三个部以LabVIEW6i为软件开发平要的消磁装置，便可以随时按位分别放置三个三维磁极（X、台，开发了一套基于PC的分需、有的放矢地进行正确

3、的消Y、Z三个方向），磁极通过不布式实时在线半实物船舶仿磁工作。针对此特殊情况，在同的磁极电流，可以产生不同真系统。充分进行市场调研的基础上，的三维磁场，三个磁极的三维使用的产品：PXILabView结合船舶磁场的特性以及船磁场进行叠加，就可在不同地CANBUS舶设计原理，应用NI公司的位置产生不同地磁场。这样在介绍：船舶的特性曲线是现代虚拟仪器技术，采用PXI体系每个部位，通过调整三个磁极船舶设计的依据，为了实时在结构，并通过CANBUS作为安放的位置，并改变每个磁极线仿真其特性，在分析船舶设现场总线传输各个分布式单通过的电流便可较为真实地计理论的基础上，应用NI公元的控制参数，同时以仿

4、真出不同部位地磁场特性。司的虚拟仪器技术，采用PXILabVIEW6i为软件开发平台然后三个部位的磁极磁场叠体系结构和CANBUS作为现用以实时分析采集到的三维加，便又可较为真实仿真出整场总线组成现场网络控制网磁场信号，开发了一套基于个船舶的磁场特性，从而构成络，以LabVIEW6i为软件开PC的分布式实时半实物在线了一个分布式的仿真系统。系发平台，开发了一套基于PC船舶仿真装置。该装置的研统结构示意图见图1所示。的分布式实时半实物在线船制，不仅为船舶设计提供了科2.1系统的工作原理舶仿真装置。该装置的研制，学理论依据，而且缩短了船舶第一步：每种船舶的磁场不仅为船舶设计提供了科学设计周期、

5、降低了研制经费，均有不同的磁场特性，这种特理论依据，而且缩短了船舶设具有较大的经济和社会效应。性可以通过测量手段获得。假计周期、降低了研制经费，具2系统结构设计与解决方案如要仿真某种船舶的磁场，通有较大的经济和社会效应。要掌握某型船舶的磁场过已知的船舶磁场特性，分别1开发的背景与意义特性，必须要掌握其三维磁场计算出三个不同部位的三个现代大型远洋船舶均采分布特性，因此测量其三维磁不同位置的船舶磁极所需产用重型钢材制造，由于地球磁场分布是关键。如要对其进行生的磁场，然后根据计算出每场的影响，导致船舶被磁化，消磁，则可以利用测试的磁场个磁极通过的磁场电流。电话：（021）65557838·传真：

6、（021）65556244·china.info@ni.comNationalInstruments第二步：根据计算的磁场上，由仿真服务器格局每个第四步：待真实仿真出船电流，分别由1＃、2＃、3＃PXI仪器采集的磁场信号拟合舶磁场后，固定船舶的磁场磁PXI仪器的D/A模块给船舶磁出船舶的磁场特性，并与真实极种的电流不变，再由1＃、场电流扩大机提供一定的励船舶的磁场特性进行比较。假2＃、3＃PXI仪器的D/A模块磁电流，经其放大直接输送个如有差别，则由仿真服务器计的不同通道分别给消磁磁极相应的磁场磁极，使其产生规算出差值通过CANBUS分别电流扩大机提供消磁电流。定大小的三维磁场。将调整的数

7、据传输到1＃、2第五步：再由5＃、6＃、第三步：待每个磁极产生＃、3＃PXI仪器，再由其D/A7＃PXI仪器的A/D快速采集的磁场稳定后，分别由5＃、模块给船舶磁场电流扩大机船舶模型下方的84个磁场传6＃、7＃PXI仪器的A/D快速提供一定的励磁电流，以纠正感器的值，并将测试结果通过采集船舶模型下方的28个三磁场。这样由1＃、2＃、3＃CANBUS传输到仿真服务维磁场传感器（共28×3＝84PXI仪器和5＃、6＃、7＃P