1。船舶监控系统的发展及现状船舶监控系统是随着电子技术、计算机技术、网络技术以及控制理论的进步而发展起来的,从系统构成上船舶监控系统目前为止其发展历程大致经历了以下四个阶段[1]
(1)常规仪表监测83856
(2)电、气动及中小规模集成电子模块组合逻辑监控
(3)以微机或PLC为基础的集散型监控
(4)基于现场总线技术的船舶监控系统从系统的形式上,船舶的监控系统是从原来最基本的分离式发展到如今的
全船同意管理的综合平台形式,能够通过网络实现将所有子系统构成一个大的系统,并且通过网络实现了全船信息的共享,使得船舶上的人员能够在任何位置都能监测全船的状态。
2船舶运动控制技术的发展及现状
随着时代的进步,科技的发展,我们纵观船舶的发展历史,不难看出,对于船舶行业的发展来说,船舶运动控制技术的发展才是重中之重。船舶控制技术的发展程度才能代表着船舶的发展水平。一个国家,它的船舶行业是否真正的发达,最关键的就是看它的船舶控制技术是否走在世界的前列。从这么多年的船舶发展史来看,大概可以总结下,差不多一共经历的了3个阶段,第一个阶段:经典控制理论在船舶运动控制技术中的应用;第二个阶段:现代控制理论在船舶运动控制中的应用;第三个阶段:智能控制理论在船舶运动控制技术中的应用。
举个最普通的船舶的航向的例子,并借此来简单的介绍一下控制理论的发展。论文网
在1920~1929年期间,德国的Aushutz和美国Sperry这两个著名的科学家成功的研制出了机械式的自动舵。尽管他们所制造出的控制比较简单,而且船舶在指令航向的两侧会进行摇动,这样就会导致能量的凭白的损耗,让资源受到一定的浪费,但是,这是两个人的一小步,确实世界船舶史上的一大步,因为机械式自动舵的诞生,人们对于拜托人工操作,实现自动化操控的这个可能性更加地充满信心。
20世纪50年代,世界船舶经历了大概30年的发展,又有着一个突破,那就是结合了控制技术和电子器件于一体的第二代自动舵,即PID舵。至于这个PID舵的原理主要是通过对数学模型的分析,来模拟船舶的运动,依靠对模型控制的效果,并加以使用到真实的船舶上。不过由于毕竟是数学模型,并不能真实的模拟大海的情况,在大海中,变化太多,风、浪、流等干扰因素的的瞬息万变,这些都是对模型控制中的所不能预测到的,所以在实际的操纵控制过程中,需要不停地控制航向的挑战即舵需要不停的改变艏向,来保持船舶的航向。[3]
20世纪60年代,再一次经过了10年时间的发展与变化,在这10年的发展过程中,不仅船舶控制技术在不断的发展与创新,10年前用到的电子器件所涉及到的电子学等都得到了重大的发展,伴随着这些发展,和一些新的理论的提出,船舶又有了重大的突破。这些新的理论中,最为广泛得到大家认同的就是自适应理论。自适应理论,就如同理论本身的名字一般十分好理解,经过将自适应理论与计算机技术的结合,此时的船舶控制已经能够让船舶在航向的时候自己通过对周边情况的识别从来来调整船舶的状态,让其更好的在它航行的区域航行。就像之前的两次,船舶的发展依旧没有达到完美,由于这样做的所需求的经费太高,船舶运行中需要调整的太多,这样的技术也就没有被广泛的使用,不过因为成本很高,它所能控制的精度当然也是高的,在能耗方面也得到了一定的进步。
就上述所说的这些方法对于有规则的船舶的航行是比较有效的,但是由于大海的变化莫测,人们对于海上的情况无法做出预测的时候,这是对于船舶的运动控制人工的控制就显得更加地灵活与有效。到现在为止,目前现在有3种智能控制的方法,分别为专家系统、神经网络控制和模糊控制。