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《中国海洋大学》 2010年
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船舶走航式波浪测量系统研究

元萍  
【摘要】:海洋是一个新兴的具有战略意义的开发领域。海洋中蕴含无尽的资源,要开发利用海洋就必须优先发展海洋观测技术。其中,波浪的观测对于海洋工程的建设具有极其重要的作用。我国目前的测波仪器主要是用于定点测量,很少用于船舶航行中实时测量的。为了能使远洋航行中的船舶实时地测量海浪,保证船舶的安全航行,设计一种船舶走航式波浪测量系统是非常有必要的。 本课题致力于研制一种具有高技术和高可靠性的船舶走航式波浪测量系统。这种测量系统是以船舶自身为测量仪器,根据船的运动姿态反演波浪。本文运用了先进的DSP技术,提出了基于DSP的加速度式船舶走航式波浪测量系统的设计方法。 本文比较详细地介绍了船舶走航式波浪测量系统的设计过程,给出了系统的整体设计方案。根据海浪理论,随机海浪被看成是均值为零的平稳随机过程,建立了随机海浪模型。系统看作是线性系统,船舶运动是在随机海浪扰动激励下的这一线性系统的输出。并根据船舶耐波性,结合谱估计理论和高阶累计量理论,运用AR模型对船舶运动频率响应特性进行了初始辨识。设计DSP系统时,分别从硬件和软件两个方面进行了研究。硬件方面采用了高速运算能力的DSP芯片,可以高效地对传感器送来的信号进行采样和处理;软件方面运用了数宇滤波和数字积分对采集到的加速度信号进行滤波和积分处理,提高了系统的抗干扰能力,减少了系统的硬件设备。在数据处理时,采用了FFT算法,提高了运算速度,更好地保证了波浪的实时测量。这种测波系统可用于船舶航行时,包括夜间,实时地观测波浪,有助于船舶的安全航行,还可起到积累可靠的波浪统计资料的作用。 论文共分五部分。第一部分从课题的背景出发,论述了目前波浪测量方面的国内外发展状况,提出了本课题采用的关键技术及其研究的意义。第二部分简单介绍了船舶走航式波浪测量系统的研究方案。接着研究了海浪的特性及其模型的建立,并根据船的耐波性分析了船舶运动姿态与波浪激励之间的关系。讲述了海浪的特征值计算,根据船的运动规律,初步提出了船舶运动模型,对船舶运动频率响应特性做了初始辨识。第四部分则详细设计了测波系统的硬件和软件。最后,对本文的结果进行了分析,并对下一步的工作进行了展望。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U661.7

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘凯;海洋观测系统中监测仪器通信接口的设计与实现[D];浙江大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 左其华;;现场波浪观测技术发展和应用[J];海洋工程;2008年02期
2 胥永刚,何正嘉,訾艳阳;机械故障诊断中振动参量转换的波形基线修正算法[J];计算机工程与应用;2001年24期
3 俞聿修,柳淑学,李黎;多向不规则波浪生成的数值方法[J];海洋学报(中文版);1992年04期
4 任福安;邵秘华;孙延维;;船载雷达观测海浪的研究[J];海洋学报(中文版);2006年05期
5 邱宏安;随机海浪模型的建立及仿真分析[J];系统仿真学报;2000年03期
6 江林,李积德;基于船舶运动信息的航行海域海浪特性预报[J];中国造船;2005年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 江林;由航行中船舶运动预报海浪[D];哈尔滨工程大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 范海梅;Hilbert变换和线性m.s.估计的正交原理在海洋工程地点年极值波高序列估计中的应用[D];中国海洋大学;2003年
2 张影;基于互高阶累积量的状态空间模型的谐波恢复方法的研究[D];吉林大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李晶;谷彩连;;小电流接地系统单相接地故障选线的算法研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2008年01期
2 朱哲;钟伟红;;非平稳随机信号分析处理方法研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年06期
3 高清维,程玉林,明军;信号子带分解和重构的小波滤波器系统及边界处理[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年04期
4 孙玉香;高次带导数插值问题的一点注记[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2005年02期
5 孙玉香;许勇;;简易性在计算方法设计中的应用研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2008年05期
6 段文亮 ,刘涤尘;发电厂暂态电磁环境的小波分析法[J];安全与电磁兼容;2005年04期
7 郑维英;数值计算中减少误差的有效方法[J];鞍山钢铁学院学报;2000年01期
8 谢永乐;李西峰;;模拟集成电路参数型故障定位方法[J];半导体学报;2008年03期
9 田芬,李开成;MEM在铁路UM2000轨道电路信号接收中的应用[J];北方交通大学学报;2003年03期
10 吴才成;测试系统中的数据融合技术[J];车辆与动力技术;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 章大勇;吴文启;吴美平;;低成本MEMS-IMU/GPS组合导航的自适应滤波器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 王亥索;孙凡;;船行波对复式航道隔离带宽度的影响[A];中国土木工程学会港口工程分会第七届港口工程技术交流会论文集[C];2011年
3 陈润;;锚杆动测信号软件积分的优化分析[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
4 陈丽;吴仁彪;卢丹;;一种加权的直接解算GPS定位算法[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
5 曾朝阳;贾鑫;张晓永;;线性调频连续波激光雷达测量方法研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 陈晓清;马君国;赵宏钟;付强;;基于二维小波变换的激光成像雷达目标识别算法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 蔡烽;沈泓萃;缪泉明;周德才;;海浪非线性行为的参数化表征[A];纪念顾懋祥院士海洋工程学术研讨会论文集[C];2011年
8 汤辰;毕传兴;徐亮;;球阵列在近场声源识别中的应用[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
9 高尚;孙玲芳;;求最平坦的三次样条插值的粒子群优化算法[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
10 蒋瑜;陈循;陶俊勇;;非高斯随机振动试验控制技术研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张宏瀚;高性能U型减摇水舱系统设计与控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 戚增坤;突变控制机制及其在船舶非线性横摇运动中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 邓志鑫;基于因子图消息传递算法的伪码快速捕获方法[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 唐艳红;基于航海雷达的海浪遥测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 宫宇;基于STBC-OFDM技术的海上移动通信新框架体系的研究[D];大连海事大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
2 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
3 单瑞;基于GPS单点测速的海浪及潮位测量应用研究[D];山东科技大学;2010年
4 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
5 张云波;基于DSP的三相四线制有源电力滤波器的研究[D];山东科技大学;2010年
6 陈磊;激光测风雷达回波信号处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年
7 任泉;基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究[D];浙江理工大学;2010年
8 蒋静;基于子空间的二阶统计量盲信道辨识算法研究[D];郑州大学;2010年
9 李卫鹏;正交小波变换支持向量数据描述方法在故障诊断中的应用研究[D];郑州大学;2010年
10 郑宁;离散分数阶Fourier变换算法的仿真研究及FPGA实现[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 竹武林;范惠林;庞帅;;串行通信接口卡驱动及测试软件设计和实现[J];长春理工大学学报(自然科学版);2011年03期
2 冯华;;基于VC++的微机可控单片机系统仿真实现[J];长江大学学报(自然科学版);2011年06期
3 陈大可;许建平;马继瑞;陈显尧;王桂华;王伟;韩桂军;张启龙;袁耀初;周伟东;;全球实时海洋观测网(Argo)与上层海洋结构、变异及预测研究[J];地球科学进展;2008年01期
4 胡柳蓉;;计算机与可编程仪器的串行通信探析[J];硅谷;2011年18期
5 张乾;;基于VB的PC机与单片机串口通信技术研究[J];河南科技;2011年05期
6 辛红梅;中国ARGO计划发展状况[J];海洋信息;2003年02期
7 陈继香,夏登文;基于XML的ARGO浮标数据交换原型系统[J];海洋通报;2005年04期
8 周为峰;张运刚;;基于ARGO资料的MTSAT海温产品误差分析[J];海洋湖沼通报;2008年04期
9 ;新一轮全球海洋观测(Argo)计划进入全面实施阶段[J];海洋技术;2001年04期
10 李彦;罗续业;;海洋监测传感器网络概念与应用探讨[J];海洋技术;2006年04期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 罗汉江;海洋监测传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
2 蒋永国;面向传感网的海洋观测数据集成关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
3 李世伦;深海超临界高温高压极端环境模拟与监控技术研究[D];浙江大学;2006年
4 吴世军;深海热液保真采样机理及其实现技术研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 吕永涛;海水叶绿素现场监测仪的研究[D];河北科技大学;2010年
2 宋奕;叶绿素a激光光致发光的光电检测系统及其应用研究[D];浙江大学;2007年
3 朱洪海;智能走航式海洋监测系统[D];中国海洋大学;2009年
4 马亦飞;高温高压实验系统中测量与控制技术的研究[D];天津大学;2009年
5 张素娟;RGB叶绿素仪的优化与其测量回归模型[D];天津大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谢楠,程军,郜焕秋;舰船在波浪中运动时间历程的数值模拟[J];船舶力学;1998年06期
2 戴逸松;石要武;;测量nV正弦电压的互功率谱方法[J];电工技术学报;1992年02期
3 杨劲松,黄韦艮,周长宝;星载合成孔径雷达海浪图像谱仿真研究[J];东海海洋;1999年04期
4 俞聿修;海浪的数值模拟[J];大连工学院学报;1981年02期
5 石要武,戴逸松;测量噪声背景下微弱正弦信号参数估计的互功率谱方法[J];电子学报;1994年01期
6 梁应敞,王树勋,戴逸松;非高斯有色噪声中的正弦信号频率估计[J];电子学报;1995年04期
7 石要武,戴逸松,丁宏;有色噪声背景下正弦信号频率估计的互谱Pisarenko和MUSIC方法[J];电子学报;1996年10期
8 丁康,谢明;提高FFT和谱分析速度及精度的方法[J];重庆大学学报(自然科学版);1992年02期
9 俞聿修,柳淑学;石臼港海浪的统计特征和谱[J];港工技术;1989年02期
10 王广运,赵进平,宋如轼;利用卫星微波遥感资料推算波浪极值[J];港工技术;2000年01期
【相似文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 姜文正;数字立体摄影波浪测量技术[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 元萍;船舶走航式波浪测量系统研究[D];中国海洋大学;2010年
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