[發明專利]一種用于動力定位系統故障模式響應測試的模型試驗平臺

在審

• 申請號: 202110457362.3
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113189964A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 趙威;李智敏;楊素軍;范佘明
• 申請（專利權）人: 中國船舶工業集團公司第七0八研究所
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊;柏子雵

1.一種用于動力定位系統故障模式響應測試的模型試驗平臺，所述模型試驗平臺參照IMO MSC.1 Circ1580 DP系統要求，并具有在一定風浪環境條件實現動力定位的功能，其特征在于，包括試驗船模以及基于試驗船模配置的動力模塊、推進模塊、DP控制模塊以及遠程操作終端，其中：

試驗船模具有完善的質量特征參數與水動力特征參數；

動力模塊為所述模型試驗平臺持續供電；

推進模塊包括推進控制單元和安裝在試驗船模上的推進器，推進器由推進控制單元控制；

DP控制模塊配置故障注入軟件模塊，利用故障注入軟件模塊針對DP系統故障模式施加測試激勵，從而在線測試DP控制模塊各功能的可靠性；

遠程終端用于實現對所述模型試驗平臺的岸基遙控與監視。

2.如權利要求1所述的一種用于動力定位系統故障模式響應測試的模型試驗平臺，其特征在于，觸發DP系統故障模式的測試激勵包括模型參數、功率限制、推進器故障、位置參考單元故障、傳感器故障、信號噪聲、虛擬傳感器。

3.如權利要求2所述的一種用于動力定位系統故障模式響應測試的模型試驗平臺，其特征在于，施加所述測試激勵的方式包括參數調整、強置變量、疊加噪聲、虛擬設備。

4.如權利要求1所述的一種用于動力定位系統故障模式響應測試的模型試驗平臺，其特征在于，所述DP控制模塊包括過程控制單元、人機交互單元、位置參考單元、測量傳感器與網絡通信設備，過程控制單元配置了所述故障注入軟件模塊。

5.如權利要求1所述的一種用于動力定位系統故障模式響應測試的模型試驗平臺，其特征在于，所述網絡通信設備采用三層網絡架構實現數據交互，該三層網絡架構包括基于串口服務器構建的底層通信網絡、基于以太網交換機的中間層網絡以及基于無線路由器的上層網絡，通過串口服務器實現串行通信協議與以太網協議轉換，無線路由器與以太網交換機連接，提供中間層以太網設備的無線訪問接口，所述遠程操作終端接入該無線訪問接口，從而實現所述遠程操作終端對中間層網絡設備的遠程訪問。

6.如權利要求5所述的一種用于動力定位系統故障模式響應測試的模型試驗平臺，其特征在于，在所述底層通信網絡中，所述串口服務器通過可配置的串行端口連接所述測量傳感器、所述位置參考單元、所述推進模塊中的推進控制單元，實現DP控制模塊底層設備的串口通信與以太網通信之間的協議轉換，其通信協議符合NMEA0183；串口服務器將來自所述推進控制單元、所述測量傳感器、所述位置參考單元的信號轉換為以太網通信協議，通過以太網交換機與DP控制模塊的所述過程控制單元實現數據交互。

7.如權利要求6所述的一種用于動力定位系統故障模式響應測試的模型試驗平臺，其特征在于，所述以太網交換機星型連接所述過程控制單元、所述人機交互單元、所述串口服務器及所述無線路由器，實現相關數據的高速傳輸；所述推進控制單元、所述測量傳感器、所述位置參考單元、所述串口服務器通過所述以太網交換機連接所述人機交互單元，從而通過所述以太網交換機與所述人機交互單元互相通信，輸出過程控制反饋與狀態信息，接受人機交互控制指令。

8.如權利要求7所述的一種用于動力定位系統故障模式響應測試的模型試驗平臺，其特征在于，所述人機交互單元提供所述DP控制模塊的操作接口，并且所述人機交互單元能夠實時記錄所述DP控制模塊的設備運行狀態與過程控制信息。

9.如權利要求8所述的一種用于動力定位系統故障模式響應測試的模型試驗平臺，其特征在于，所述遠程操作終端接入所述無線訪問接口后，接入所述以太網交換機構成的局域網絡，通過遠程共享所述人機交換單元的顯示界面，對所述模型試驗平臺進行遠程操控。

10.如權利要求8所述的一種用于動力定位系統故障模式響應測試的模型試驗平臺，其特征在于，利用所述遠程操作終端遠程登錄所述過程處理單元，在所述模型試驗平臺定位狀態下遠程激活所述故障注入軟件模塊，施加針對性的測試激勵，對DP控制系統的故障處理機制與抗干擾能力進行在線測試。