[發明專利]一種船舶性能虛擬測試系統及測試方法

有效

• 申請號: 201310190872.4
• 申請日: 2013-05-21
• 公開（公告）號: CN103303433A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 范佘明;楊素軍;王勝正;朱仁傳
• 申請（專利權）人: 中國船舶工業集團公司第七〇八研究所
• 主分類號: B63B9/00
• 分類號: B63B9/00
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 竺路玲

技術領域

本發明涉及船舶性能測試技術領域，尤其涉及一種船舶性能虛擬測試系統及測試方法。

背景技術

虛擬測試技術是結合了虛擬樣機技術、仿真建模技術、傳感器技術、虛擬現實技術等技術進行產品功能和性能測試的綜合應用技術，是仿真測試技術的延伸和發展，虛擬測試技術強調了使用者的人機交互體驗感和測試的逼真效果。

傳統的對船舶航行性能的研究主要依賴于模型試驗和實船測試，即需要借助于實物進行性能測試，這種性能測試的缺點在于周期長，費用高，存在諸多限制，開展起來非常不便。

而現有技術中，雖然存在航海模擬器技術，但是該技術通常適用于船員訓練，其更側重于航行模擬的實時性和環境模擬的逼真度，而在運動仿真模型的構建方面比較簡單，風浪流對船舶航行性能的影響方面的考慮也不夠充分，因此現有技術中的航海模擬器難以滿足對于船舶航行時性能的虛擬測試的精度要求。

中國專利（CN101372257）公開了一種船舶航跡優化分析方法，其根據船艏DGPS接收機、船艉DGPS接收機和電羅經裝置測出船舶實際的航行路線，結合風向儀測出風流和風力干擾變量參數，對實際的航跡數據進行一系列的矢量合成和動態調整，通過優化計算以修正船舶運動航跡，由此得出船舶在風平浪靜狀態下船舶航行所對應的航跡路線，從而確定在船舶試航時更為精確的運動性能參數。上述技術方案仍然屬于實時檢測的范疇，無法在船舶出廠前就能檢測得到該船舶的性能數據并進行相應的調試，其檢測精度也存在一定問題。

中國專利（CN202049033U）公開了一種陸上船舶尾軸動力與結構測試實驗裝置，由柴油機、變速箱、聯軸器、軸承座、傳動軸、推力測試機構、密封機構、螺旋槳、水槽、基座構成，柴油機、變速箱、軸承座和推力測試機構分別安裝在基座的不同高度上，柴油機主軸與變速箱相連接，變速箱的扭矩輸出軸通過聯軸器與傳動軸相連接，軸承座套在傳動軸上，推力測試機構安裝在傳動軸上，并靠近水槽，傳動軸末端安裝有螺旋槳并位于水槽內，密封機構安裝在水槽和傳動軸的銜接處；裝置安裝好后，啟動柴油機，根據測試的需要調節變速箱的轉速，通過傳動軸與推力測試機構將動力傳遞給螺旋槳進行轉動，在軸承座和推力測試機構之間的傳動軸上可安裝各類檢測元件，對尾軸進行各項性能測試。上述技術方案仍然屬于實物檢測的范疇，需要使用者對船舶實體進行監測，無法實現船舶性能的虛擬檢測。

發明內容

根據現有技術中存在的問題，現提供一種船舶性能虛擬測試系統及測試方法，具體包括：

一種船舶航行性能虛擬測試系統，其中，包括：

存儲裝置，所述存儲裝置包括第一存儲部件和第二存儲部件；所述第一存儲部件內保存有船舶航行性能測試的標準比對數據以及測試規則數據；所述第二存儲部件中保存有船舶性能虛擬測試的測試結果數據；

工具裝置；所述工具裝置中包括多個用于測試船舶航行性能的測試工具；

測試裝置；所述測試裝置分別連接所述存儲裝置和所述工具裝置；所述測試裝置調取所述存儲裝置中的所述標準比對數據和所述測試規則數據，以及所述工具裝置中的所述測試工具，并對船舶航行性能進行測試；

操作平臺；所述操作平臺連接于所述測試裝置；所述操作平臺根據所述測試裝置的測試結果，按照預設的方法建立船舶航行時的總體數據模型。

優選的，該船舶航行性能虛擬測試系統，其中，所述標準比對數據包括標準船型的模擬數據、船舶設計的規范數據以及船舶航行的環境模擬數據。

優選的，該船舶航行性能虛擬測試系統，其中，所述測試裝置包括：

阻力性能測試單元，用于測試靜水中船舶航行時受到的阻力；

推進性能測試單元，用于測試靜水中船舶航行時的推進性能；

耐波性能測試單元，用于測試船舶航行時對不同波浪條件的運動響應情況；

操縱性能測試單元，用于測試靜水中船舶航行時的運動軌跡；

環境模擬單元，用于模擬船舶航行時的環境條件。

優選的，該船舶航行性能虛擬測試系統，其中，所述操作平臺包括：

控制裝置，用于讀取所述測試裝置的測試結果并形成相應的所述總體數據模型；

圖像產生裝置，用于產生所述總體數據模型的仿真圖像；

操縱裝置，用于將使用者的操縱動作反映為在所述仿真圖像上的船舶航行時的相應虛擬動作；

所述控制裝置、所述圖像產生裝置以及所述操縱裝置互相連接，并均連接至所述測試裝置。

優選的，該船舶航行性能虛擬測試系統，其中，圖像產生裝置包括：