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

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