船舶摇摆速度对风向风速测量影响的研究

【摘要】风翼助航船舶需要根据风向风速调整风翼的迎风角,以达到最大的风能利用率,风翼助航船舶对风向风速的测量精度要求较高。目前,船舶上使用的风向风速仪一般是对于气象因素的测量,风向风速测量精度要求不高。在风翼助航船舶中,传统的风向风速测量仪无法达到要求。同时,在船舶航行过程中船舶会出现横摇或纵倾,这又增加了准确测量风向风速的难度。本文对传感器在运动情况下的风向风速测量进行研究。本文通过云台模拟船舶的运动,研究在不同的运动情况下对风向风速测量的影响。在摇摆速度和摇摆角度的干扰下,得到测量值并进行比较,寻找影响的规律。通过分析大量实验数据,进行曲线拟合,从而得到准确的风向风速。采用A45超声波传感器进行风向风速的测量,风洞模拟自然风,云台模拟船舶的摇摆,使用姿态仪测量此时传感器的运动情况,采集在不同的运动情况下风向风速的测量值,进行分析,寻找风向风速准确测量的影响因素。采用BP神经网络对运动速度,姿态情况和测量结果进行曲线拟合,以达到准确测量风向风速的目的。本文采用MSP430控制器进行姿态信息测量、云台控制和测量数据采集。设计VB数据采集界面和编写了上位机通信程序、进行风速风向数据采集。使用MATLAB对采集到的数据进行处理,进行修正,得到比较准确的风速风向值。经由误差补偿后的测量值,可以满足风翼助航船对风速风向精准度的应用要求。
【作者】任晓文；
【导师】周亦武；
【作者基本信息】大连海事大学，控制工程，2014，硕士
【关键词】风向风速；姿态信息；BP神经网络；

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