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反铲挖泥船作业过程监控系统的研究
| 论文题名： | 反铲挖泥船作业过程监控系统的研究 |
| 关键词： | 反铲挖泥船;作业过程;监控系统;航迹显示;实时历史数据库 |
| 摘要： | 反铲挖泥船是重要的疏浚船舶之一,由于其主要作业装备——挖掘装置转动灵活等优点,因此在河道清淤工程上发挥着重要的作用。反铲挖泥船的挖掘机构在工作时,大部分时间是处于水下作业状态,驾驶员不能够清晰看到和掌握挖掘机构在水中的位姿(位置和姿势)以及水底的地形信息,因此往往会造成漏挖和重复挖掘等盲目操作,极大影响了疏浚作业的效率。本课题依托中交疏浚技术重点实验室开放基金项目,以国内某大型反铲挖泥船为研究对象,设计并研发了反铲挖泥船作业过程监控系统。论文研究具有明确的工程应用背景和一定的实用价值,其主要工作如下: 分析了反铲式挖泥船的疏浚设备及其疏浚作业过程,在此基础上确定了反铲挖泥船作业过程监控系统的基本功能并设计了系统的体系结构,同时对系统的现场控制层和PC监控层分别进行了研究。 建立了定位系统坐标系之间的转换模型,并根据RTK-DGPS定位原理,将该模型应用于反铲挖泥船上,实现了反铲挖泥船的定位和航迹显示功能。利用D-H坐标转换法,建立了铲斗位置模型,实现了挖泥过程的显示功能。根据计算机位图图像显示原理,绘制了水底施工区域的地形图,并设计了地形图的修改流程,实现了挖掘区域的显示功能。同时详细设计了施工数据的获取方法,利用平均中位置滤波法和限幅滤波法对数据进行了消干扰处理,实现了数据综合处理功能。 设计了反铲挖泥船监控系统数据库,根据船舶实际需求,设计了实时作业数据与历史数据相结合的实时历史数据库。实时数据库采用内存进行存储,利用动态链接库和内存映射文件建立内存中的实时数据库,并通过封装在动态链接库的接口函数实现对共享内存区域数据的操作,满足了挖泥过程中信息交互实时性的要求。历史数据库采用SQL Server 2000作为开发平台,解决了数据存储过程中的数据压缩问题。 根据系统的功能,构建了系统的软件框架,设计了系统客户端访问数据库服务器的通讯方式。该系统以VC6.0为开发平台,基本实现了反铲挖泥船的航迹显示、挖泥过程显示以及挖掘区域显示功能,实船应用表明该系统具有一定的工程价值。 |
| 作者： | 赵强 |
| 专业： | 控制科学与工程;模式识别与智能系统 |
| 导师： | 俞孟蕻 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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