船舶仿真平台运动保护方法及机构技术

本发明专利技术涉及一种船舶仿真平台运动保护方法及机构，该方法包括：获取所述船舶仿真平台三自由度的运动数据；根据所述三自由度的运动数据构建三自由度的有序集合；确定三自由度的有序集合中最大1/3数据的平均值，并将所述平均值确定为三一平均响应；将三自由度的有序集合中最大数据确定为最大值；根据所述三一平均响应和最大值评定所述船舶仿真平台的危险度；根据所述危险度进行运动数据修复。本方法通过量化危险度指标，分析平台运动数据的危险度，对不同危险度数据采用不同的修正手段，在数据保真和平台运动保护方面达到一个平衡点，使得仿真平台在数据失真尽可能小的前提下大大提升平台机械结构的使用寿命，提升了仿真平台的使用价值。

【技术实现步骤摘要】
船舶仿真平台运动保护方法及机构
本专利技术涉及虚拟仿真
，尤其涉及一种船舶仿真平台运动保护方法及机构。
技术介绍
现代科学技术的发展使得海上运输交通工具的可靠性得到大幅度的提升，有关船舶海上航行性能的研究也在学术界不断升温，为了克服实际海洋环境中进行实验或者训练存在的成本代价大，风险因素高和可操作性差等问题，学者们已成功研制出伺服液压系统驱动三自由度仿真平台的仿真试验方案。通过模拟船舶受到海上风浪吹打而产生的不同运动状态，可以高效测试船舶的航行状况，并且在提高效果的同时降低模拟试验的成本。三自由度平台由伺服液压系统来驱动，可以实现沿Z轴(垂直轴)的移动及绕X、Y轴(水平轴)的转动，可模拟刚体在空间的运动状态，平台可表现出横摇、纵摇和垂荡三自由度的运动状态。然而，恶劣海况引起的船舶激烈运动，反馈到船舶仿真平台，使机械结构反复达到运动极限，造成机械结构的疲劳破坏，缩短机械结构的使用寿命，增加了仿真平台的维护周期和维修成本，严重降低了仿真平台的使用价值。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决上述问题，本专利技术提供一种船舶仿真平台运动保护方法及机构。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：一种船舶仿真平台运动保护方法，所述方法包括：S1，获取所述船舶仿真平台三自由度的运动数据；所述三自由度为横摇、纵摇和垂荡；所述三自由度的运动数据为横摇角位移、纵摇角位移、垂荡线位移；S2，根据所述三自由度的运动数据构建三自由度的有序集合；S3，确定三自由度的有序集合中最大1/3数据的平均值，并将所述平均值确定为三一平均响应；S4，将三自由度的有序集合中的最大数据确定为最大值；S5，根据所述三一平均响应和最大值评定所述船舶仿真平台的危险度；S6，根据所述危险度进行运动数据修复。可选地，所述S2具体包括：S21，由所述横摇角位移数据构建横摇集A，由所述纵摇角位移数据构建纵摇集B，由所述垂荡线位移数据构建垂荡集C；其中，A＝{α1，α2，...，αn}，B＝{β1，β2，...，βn}，C＝{Z1，Z2，...，Zn}，αi为横摇角位移，βj为纵摇角位移，Zk为垂荡线位移，i为横摇角位移标识，j为纵摇角位移标识，k为垂荡线位移标识，n为运动数据总数量；S22，将集合A中的数据取绝对值后按大小排序，得到排序后的横摇集A1；将集合B中的数据取绝对值后按大小排序，得到排序后的纵摇集B1；将集合C中的数据取绝对值后按大小排序，得到排序后的垂荡集C1。可选地，所述S5具体包括：S51，确定所述船舶仿真平台三自由度的最大运动值；S52，对于任一自由度，若其最大运动值不小于其最大值，则其危险度为0；若其最大运动值小于其最大值，但其最大运动值不小于其三一平均响应，则其危险度为1；若其最大运动值小于其最大值，但其最大运动值小于其三一平均响应，则其危险度为2。可选地，所述S6具体包括：若任一危险度为0，则通过如下公式修正其对应的运动数据：修正后的数据＝其对应的运动数据*其对应的最大值/其对应的最大值；若任一危险度为1，则通过如下公式修正其对应的运动数据：修正后的数据＝其对应的运动数据*其对应的三一平均响应/其对应的最大值；若任一危险度为2，则通过如下公式修正其对应的运动数据：修正后的数据＝其对应的运动数据*其对应的最大运动值/其对应的最大值。可选地，所述通过如下公式修正其对应的运动数据：修正后的数据＝其对应的运动数据*其对应的三一平均响应/其对应的最大值之后，还包括：将所述任一危险度更新为0；所述通过如下公式修正其对应的运动数据：修正后的数据＝其对应的运动数据*其对应的最大运动值/其对应的最大值之后，还包括：将所述任一危险度更新为0。为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案还包括：一种船舶仿真平台运动保护机构，所述机构包括：数据传输模块、数据解析模块、危险度判断模块和数据修正模块；所述数据传输模块，用于统一所述机构内各环节的数据串口格式，维持数据传输的流畅、准确；所述数据解析模块，用于将所述船舶仿真平台的运动数据按三自由度分类，求解各自由度对应的三一平均响应最大值，其中，任一自由度对应的三一平均响应为该自由度运动数据构建的有序集合中最大1/3数据的平均值；任一自由度对应的最大值为该自由度运动数据构建的有序集合中的最大数据；所述危险度判断模块，用于根据所述三一平均响应和最大值评定所述船舶仿真平台的危险度；所述数据修正模块，用于根据所述危险度进行运动数据修复。可选地，所述数据解析模块，用于由所述横摇角位移数据构建横摇集A，由所述纵摇角位移数据构建纵摇集B，由所述垂荡线位移数据构建垂荡集C；其中，A＝{α1，α2，...，αn}，B＝{β1，β2，...，βn}，C＝{Z1，Z2，...，Zn}，αi为横摇角位移，βj为纵摇角位移，Zk为垂荡线位移，i为横摇角位移标识，j为纵摇角位移标识，k为垂荡线位移标识，n为运动数据总数量；将集合A中的数据取绝对值后按大小排序，得到排序后的横摇集A1；将集合B中的数据取绝对值后按大小排序，得到排序后的纵摇集B1；将集合C中的数据取绝对值后按大小排序，得到排序后的垂荡集C1。可选地，所述危险度判断模块，用于确定所述船舶仿真平台三自由度的最大运动值；对于任一自由度，若其最大运动值不小于其最大值，则其危险度为0；若其最大运动值小于其最大值，但其最大运动值不小于其三一平均响应，则其危险度为1；若其最大运动值小于其最大值，但其最大运动值小于其三一平均响应，则其危险度为2。可选地，所述数据修正模块，用于当任一危险度为0时，通过如下公式修正其对应的运动数据：修正后的数据＝其对应的运动数据*其对应的最大值/其对应的最大值；当任一危险度为1时，通过如下公式修正其对应的运动数据：修正后的数据＝其对应的运动数据*其对应的三一平均响应/其对应的最大值；当任一危险度为2时，通过如下公式修正其对应的运动数据：修正后的数据＝其对应的运动数据*其对应的最大运动值/其对应的最大值。可选地，所述数据修正模块在通过如下公式修正其对应的运动数据：修正后的数据＝其对应的运动数据*其对应的三一平均响应/其对应的最大值之后，还用于将所述任一危险度更新为0；所述数据修正模块在通过如下公式修正其对应的运动数据：修正后的数据＝其对应的运动数据*其对应的最大运动值/其对应的最大值之后，还用于将所述任一危险度更新为0。(三)有益效果本专利技术的有益效果是：获取所述船舶仿真平台三自由度的运动数据；所述三自由度为横摇、纵摇和垂荡；所述三自由度的运动数据为横摇角位移、纵摇角位移、垂荡线位移；根据所述三自由度的运动数据构建三自由度的有序集合；确定三自由度的有序集合中最大1/3数据的平均值，并将所述平均值确定为三一平均响应；将三自由度的有序集合中最大数据确定为最大值；根据所述三一平均响应和最大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶仿真平台运动保护方法，其特征在于，所述方法包括：/nS1，获取所述船舶仿真平台三自由度的运动数据；所述三自由度为横摇、纵摇和垂荡；所述三自由度的运动数据为横摇角位移、纵摇角位移、垂荡线位移；/nS2，根据所述三自由度的运动数据构建三自由度的有序集合；/nS3，确定三自由度的有序集合中最大1/3数据的平均值，并将所述平均值确定为三一平均响应；/nS4，将三自由度的有序集合中的最大数据确定为最大值；/nS5，根据所述三一平均响应和最大值评定所述船舶仿真平台的危险度；/nS6，根据所述危险度进行运动数据修复。/n

【技术特征摘要】
1.一种船舶仿真平台运动保护方法，其特征在于，所述方法包括：
S1，获取所述船舶仿真平台三自由度的运动数据；所述三自由度为横摇、纵摇和垂荡；所述三自由度的运动数据为横摇角位移、纵摇角位移、垂荡线位移；
S2，根据所述三自由度的运动数据构建三自由度的有序集合；
S3，确定三自由度的有序集合中最大1/3数据的平均值，并将所述平均值确定为三一平均响应；
S4，将三自由度的有序集合中的最大数据确定为最大值；
S5，根据所述三一平均响应和最大值评定所述船舶仿真平台的危险度；
S6，根据所述危险度进行运动数据修复。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2具体包括：
S21，由所述横摇角位移数据构建横摇集A，由所述纵摇角位移数据构建纵摇集B，由所述垂荡线位移数据构建垂荡集C；其中，A＝{α1,α2,...,αn}，B＝{β1,β2,...,βn}，C＝{Z1,Z2,...,Zn}，αi为横摇角位移，βj为纵摇角位移，Zk为垂荡线位移，i为横摇角位移标识，j为纵摇角位移标识，k为垂荡线位移标识，n为运动数据总数量；
S22，将集合A中的数据取绝对值后按大小排序，得到排序后的横摇集A1；将集合B中的数据取绝对值后按大小排序，得到排序后的纵摇集B1；将集合C中的数据取绝对值后按大小排序，得到排序后的垂荡集C1。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S5具体包括：
S51，确定所述船舶仿真平台三自由度的最大运动值；
S52，对于任一自由度，若其最大运动值不小于其最大值，则其危险度为0；若其最大运动值小于其最大值，但其最大运动值不小于其三一平均响应，则其危险度为1；若其最大运动值小于其最大值，但其最大运动值小于其三一平均响应，则其危险度为2。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S6具体包括：
若任一危险度为0，则通过如下公式修正其对应的运动数据：修正后的数据＝其对应的运动数据*其对应的最大值/其对应的最大值；
若任一危险度为1，则通过如下公式修正其对应的运动数据：修正后的数据＝其对应的运动数据*其对应的三一平均响应/其对应的最大值；
若任一危险度为2，则通过如下公式修正其对应的运动数据：修正后的数据＝其对应的运动数据*其对应的最大运动值/其对应的最大值。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过如下公式修正其对应的运动数据：修正后的数据＝其对应的运动数据*其对应的三一平均响应/其对应的最大值之后，还包括：将所述任一危险度更新为0；
所述通过如下公式修正其对应的运动数据：修正后的数据＝其对应的运动数据*其对应的最大运动值/其对应的最大值之后，还包括：将所述任一危险度更新为0。


6.一种船...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓原，夏媛媛，姜雨函，朱慎超，孙鑫，王曼曼，王赞恩，
申请(专利权)人：智慧航海青岛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37