海洋平台姿态模拟与监测系统.pdf

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1、海洋平台姿态模拟与监测系统范伟宁，等海洋平台姿态模拟与监测系统AttitudeSimulationandMonitoringSystemforOffshorePIatform冤伟寄障亿2邦明凯旅岩旅左于谚谚(江苏科技大学电子信息学院，江苏镇江212003)摘要：受风、浪、流的影响，海洋平台在纵荡、横荡、升沉、横摇、纵摇和首摇6个自由度产生运动，严重时将威胁其安全。为分析与控制海洋平台，设计了由监控台、虚拟仿真机和模拟平台组成的模拟与监测系统。采用LabVIEW、Matlab／Simulink和3DMAX完成系统研发工作。监控台具有实时显示参数、报警和3D模型，查询历史记录等功

2、能，虚拟仿真机可产生不同虚拟海况，模拟平台能反映姿态变化。系统具有结构配置灵活、使用方便等特点。仿真表明，系统满足功能要求。关键词：海洋平台姿态模拟虚拟仿真参数监测LabVIEW建模中图分类号：TP23文献标志码：ADOI：10．160864．enki．issnl000—0380．201510013Abstract：Affectedbywind。wave。andwaterflOW。theoffshoreplatformisinmotioninsixdegreesoffreedom，i．e．-surge-sway，heave。roll，pitchandyaw-theseseri

3、ouslythreattoitssecurity．Inordertoanalyzeandcontroltheoffshoreplatform，thesimulationandmonitoringsystemisdesigned．thesystemconsistsofthemoIlit蹦ngconsole。virtualsimulator，andemulatedplatform．ThejobofsystemdevelopmentisaccomplishedbyusingLabVIEW-Matlab／Simulinkand3DMAX．Themonitoringeon$oleund

4、ertakesfunctionsofrealtimedisplayofparameters。alarmand3Dmodel-historicalrecordsinquiry，etc．thevirtualsimulatorgeneratesvariousvirtual$eaconditions-theemulatedplatformreflectsattitudechange．Thesystemfeaturesflexibleconfigurationandeasytooperate．Thesimulationshowsthatthesystemmeetsfunctionalr

5、equirements．Keywords：OffshoreplatformAttitudesimulationVirtualsimulationParametersmonitoringLabVIEWModeling0引言加速海洋油气资源开发已是各国未来能源战略的重中之重。随着世界各国加强对海洋资源的开发，各类海洋平台的需求量大幅上升⋯。而海洋平台结构复杂、体积庞大、造价昂贵，工作环境十分复杂和恶劣。复杂海洋环境的风、浪和流严重威胁平台的安全旧1。姿态与环境监测是实际海洋平台应用中不可缺少的组成部分。目前，国际市场上同类产品基本被国外几大公司所占据。姿态模拟与平台虚拟仿真能为海

6、洋平台的研制与建造，以及海洋平台定位系统的研究与试验提供仿真环境。因此，海洋平台姿态模拟与监测系统的研制具有重要的意义。本文在调研国外产品的基础上，结合实际需求，采用LabVIEW、Matlab及3DMAX等软件，设计海洋平台姿态模拟与监测系统。江苏省产学研联合创新基金资助项目(编号：BY2013066—08)；江苏高校高技术船舶协同创新／江苏科技大学海洋装备研究院科研基金资助项目(编号：163487140l—06)。修改稿收到日期：2015一04一02。第一作者范伟宁(1993一)，男，现为江苏科技大学测控技术与仪器专业在读本科生；主要从事海洋、船舶监测系统方面的研究《自动

7、化仪表》第36卷第10期2015年10月1系统结构与功能1．1系统结构为充分反映实际产品的结构和功能，便于模拟系统的灵活推广应用和实际需求，本系统设计成相对独立的3部分，即监控台、虚拟仿真机和实物模拟机。其系统结构框图与信息流向如图1所示。图1系统结构框图Fig．1Structureofthesystem监控台相当于实际海洋平台中使用的监测系统，它与虚拟仿真机及模拟机之间进行信息交换，按工程应用需求设计与实现系统。当真实海洋与平台取代虚拟仿真机及模拟机时，配置必要传感器，监控台就能完成监测任务。虚拟仿真