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1、CQWU/JL/JWB/ZY012-14毕业论文(设计)开题报告论文题目： 基于陀螺仪的船舶倾斜检测 学院： XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 年级： 2015级 专业(班）： XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 学号： XXXXXXXXXXXXXXXXXX 学生姓名： XXXXXXXXXXXXXX 指导教师： XXXXXXXXXXX 2018 年 3 月 30 日XXXXXXXXX本科毕业论文开题报告论文题目基于陀螺仪的船舶倾斜检测系（院）专 业XXXXXXXX年 级2015级开题日期学 号XXXXXXXXX姓 名XXXXXXX指导教师XXXXXX1
2、、选题目的和意义：船舶在我国的运输体系中占有较大的比例，为我国的经济建设提供了有力的保障。在我国的一带一路行动的过程中，航运因其运费低廉，运载量大，大量的越洋运输必须依赖船舶运输，特别是一些重大技术装备的运输，必须使用船舶运输。因此，船舶运输有着不可替代的作用。在我国的发展过程中，船舶的保有量和排水量均在国际上占有较大的比重，而船舶的安全直接影响到我国航运的安全，社会的安定和谐。因此，必须不断提高我国船舶的安全性，确保船舶在航行过程中的安全。陀螺仪是一个重要的仪器，因其具有独特的作用，在航海的过程中，陀螺仪一直被船舶所利用。不仅如此，随着航空航天技术的发展，陀螺仪被广泛用于航天航空事业中，在其
3、中起到了不可替代的作用。实际工程实践中，陀螺仪不仅仅可以作为一个指示性的仪表，同时也可以担当成为一个信号传感器，用于感知运动体的姿态变化的物理现象，从而为使用者提供有益的数据。本课题的基于机械式陀螺仪的船舶倾斜检测，实现对各种船只的倾斜状况检测，提供给使用者实时可靠的数据。系统通过对影响陀螺仪工作的影响因素的分析，提出了运用陀螺仪的正确方法，并且通过陀螺仪实现对船舶姿态的调整，从而达到使船舶安全行驶的状态，实现了对船舶倾斜的检测。2、国内外研究现状综述： 对于船舶倾斜的检测，国内国外都拥有多种成熟的检测技术，包括电子仪器检测、物理方法检测等。电子仪器检测的方法，主要是使用船用倾斜仪，船用倾斜仪
4、是充分利用现代化的电子技术，采用多点测量的方法，对数据进行收集，然后显示实时数据，监控船舶航行状态。船用倾斜仪使用单片计算机技术，采用电容倾斜角传感器，通过电子数据向数字数据转化，完成对数据的采集整理工作。该方法由于结构简单，检测较为灵敏，在成本上有较大的优势，在航行的船舶上有较大的应用，也是目前经常使用的方法。物理方法检测使用的较多，也较为原始。采用物理方法，可以使用较为简单的用具，来实现船舶倾斜的检测。在目前的状态中，采用物理方法的船舶也很多。物理方法进行船舶倾斜检测的方式有很多，采用较多的方法有摆锤式机械倾斜测量、U型管倾斜测量等。多采用摆锤式机械倾斜测量手段，利用重力的方法来进行船舶的
5、倾斜检测。也有部分船舶采用U型管的物理方式进行倾斜检测，利用空气压强的方法实现对船舶倾斜的检测。这种方法较为简单直接，但受环境因素的影响较大，误差较大，不利于船舶的正常航行。综上所述，随着现在航运业的不断发展，需要更多的测量手段，这样才能让我国的倾斜检测进一步的发展。在使用仪器的核心上做出了新的研究，探索新的检测方法。为此，为了寻找出更加实用，符合实际情况的船舶操纵性能的测量方法，我们找到了基于陀螺仪的船舶倾斜检测。4、本选题研究技术路线、研究方法和要解决的关键问题（1）技术路线：本项目在基于陀螺仪为核心，传感器实时检测船舶倾斜参数，对整个系统的相关硬件和软件的设计，并根据使用要求和功能等方面
6、进行设计与实现对船舶倾斜的检测系统。具体步骤如下：1） 根据要求对陀螺仪进行了分析；2） 对影响船舶稳定性的主要因素进行了统计；3） 对测量船舶倾斜的目的进行了阐述；4） 对船舶倾斜极限进行了总结；5） 根据需求，对陀螺仪进行了选择安装，以及信号的转换。6） 根据所得数据，对船舶倾斜进行自动的调整。（2）研究方法：采用文献资料查阅法，实例研究法，归纳总结法相结合的法式。通过文献查阅法和归纳总结法来明确本项目系统整体及各个部分的搭接，按照要求完成船舶倾斜检测系统设计，采用实例研究法来论证本项目的可行性，完成本项目的设计。（3）要解决的关键问题：项目主要解决问题是整体系统硬件的选择、信号采集与处理
7、和系统的稳定性，可以通过各个模块细化任务，按照要求分别达到相应功能要求，最后进行整体调试与系统功能优化。其中，最为主要的技术问题为：1） 陀螺仪的选择是否符合船舶的需要；2） 陀螺仪的安装监测的精度能否达到需求；3） 信号能否被转换；4） 计算机辅助计算；5） 系统在不同环境下的稳定性；6） 各元件安装与调试。3、选题研究内容：本项目是基于陀螺仪对船舶进行倾斜检测。采用性能稳定、有较好性价比的振动轮微机械式陀螺仪传感器，通过A/D转换器对数据进行采集，采集后的数据经过滤波后，对其进行计算机信号处理。针对船舶检测的实际需求，以陀螺仪为核心与电信号转换数字信号器、滤波器、计算机等硬件设计一种陀螺仪
8、船舶倾斜检测系统。采用到的硬件包括：陀螺仪传感器 A/D转换器滤波器（4）计算机等功能：陀螺仪传感器测量倾斜角度；A/D转换器用来保证信号由电子信号转化成为数字信号；滤波器用来对电子信号中的杂波进行过滤，以获得良好的电子信号； 计算机用来将所获得的电子信号进行量化，以最终获得船舶倾斜的各种倾角数据。调研计划：(一) 文献调研阶段： 2018年04月03日 2018年04月11日 （二）确定设计方案阶段： 2018年04月12日 2018年04月21日 （三）撰写开题报告阶段： 2018年04月22日 2018年04月30日 （四）实物制作与调试阶段: 2018年05月01日 2018年08月0
9、2日 （五）论文初稿写作阶段： 2018年08月03日 2018年08月17日 （六）论文修改阶段： 2018年08月18日 2018年08月31日 （七）答辩： 2018年09月01日 2018年09月07日 主要参考文献：1姜璐，于远治，吉春生.陀螺仪在导航中的应用及其比较J.船舶工程.2004，（2）：10 132Rand H using .MEMS inertial rate and acceleration sensor .IEEE A ES system Magazine, November 19983谷庆红.微机械陀螺仪的研制现状J.中国惯性技术学报.2003，（3）：67724
10、俞士将.对船舶倾斜试验中问题的探讨J.企业技术开发.2010，（4）：49505 蒋志勇，姚震球，王志东，柳存根.船舶动态参数测量应用研究J.华东船舶工业学学报.1998，12（3）：22266邹玉林.舰用内装式陀螺稳定平台J.船舶工程.1989,（5）：82837袁梁秋.89C52单片机在轮船减摇装置中的应用J.电脑知识与技术.2018,15（5）:2692708管利广，祁亮，雷俊松.内河船舶吃水机装卸实时监控系统设计J.中国水运（下半月）.2016，16（6）:75779陶尧森.船舶耐波性M上海:上海交通大学出版社,199610孟克勤.舰船减摇装置J.机电设备,2000,（3）:11141
11、1吉训生，王寿荣.MEMS陀螺仪随机漂移误差研究J.宇航学报.2006，（4）:64064212李子富，杨盐生，杜嘉立.静水中船舶大倾角横摇稳性的理论计算方法J.大连海事大学学报.2004，（1）:91313宋桂玄.陀螺仪的应用及发展J.有色金属，2002，（4）：:10811014石雪文，张志勇.传感器原理及应用M北京：北京航空航天大学出版社，200415华春梅,王宇.船舶零航速减摇鳍控制系统研究J.传感器与微系统.2009,28(5):28306、指导教师意见： 指导教师（签名）：年 月 日7、学院本科毕业论文（设计）指导小组意见： 系（院）（盖章） 年 月 日说明：开题报告应在教师指导下由学生独立撰写。在第7学期1-2周内完成，交指导教师审阅，并接受学校和系（院）检查。