CN111382502B - 船舶仿真平台运动保护方法及机构 - Google Patents
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Abstract
本发明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。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟仿真技术领域，尤其涉及一种船舶仿真平台运动保护方法及机构。
背景技术
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。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决上述问题，本发明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，本发明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，本发明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
本发明的有益效果是：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。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。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的一种船舶仿真平台运动保护方法的流程示意图；
图2为本申请一实施例提供的一种船舶仿真平台运动保护机构的结构示意图；
图3为本申请一实施例提供的一种船舶仿真平台运动保护机构的保护流程示意图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
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。
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。
为了解决上述方案中的缺陷和不足，本发明提出了一种船舶仿真平台运动保护方法及机构，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，在数据失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。
参见图1，本实施例提供的船舶仿真平台运动保护方法实现流程如下：
S1，获取船舶仿真平台三自由度的运动数据。
其中，三自由度为横摇、纵摇和垂荡。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，根据三自由度的运动数据构建三自由度的有序集合。
本步骤具体通过步骤S21和步骤S22实现。
S21，由横摇角位移数据构建横摇集A，由纵摇角位移数据构建纵摇集B，由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。
由于A1为将集合A中的数据取绝对值后按大小排序后得到的集合，在具体实现时，按大小排序可以为从大到小排序，也可以为从小到大排序。如果采用从大到小排序，则得到的A1中的数据满足大到小的顺序。如果采用从小到大排序，则得到的A1中的数据满足小到大的顺序。因此，无论现实中采用哪种方式实现按大小排序，A1均为有序集合。同样，B1和C1均为有序集合。
需要说明的是，由于按大小排序的具体实现方式有2个，即从大到小排序，或者，从小到大排序，因此，S22在现实时虽不限定具体采用哪种大小排序方式，但在得到集合A1、B1和C1时，需采用相同的大小排序方式。
例如：集合A中的数据取绝对值后按照从大到小的顺序进行大小排序，得到排序后的横摇集A1。将集合B中的数据取绝对值后也必须按照从大到小的顺序进行大小排序，得到排序后的纵摇集B1。将集合C中的数据取绝对值后仍然必须按照从大到小的顺序进行大小排序，得到排序后的垂荡集C1。
再例如：集合A中的数据取绝对值后按照从小到大的顺序进行大小排序，得到排序后的横摇集A1。将集合B中的数据取绝对值后也必须按照从小到大的顺序进行大小排序，得到排序后的纵摇集B1。将集合C中的数据取绝对值后仍然必须按照从小到大的顺序进行大小排序，得到排序后的垂荡集C1。
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，根据三一平均响应和最大值评定船舶仿真平台的危险度。
本步骤可通过步骤S51和S52实现。
S51，确定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。
S6，根据危险度进行运动数据修复。
具体的，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。
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，还会将任一危险度更新为0。
同样，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，还会将任一危险度更新为0。
有益效果：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。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。
基于同一构思，本实施例提供一种船舶仿真平台运动保护机构，参见图2，该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。
数据传输模块，用于统一机构内各环节的数据串口格式，维持数据传输的流畅、准确。
具体实现时，数据传输模块主要任务是统一机构内各环节的数据串口格式，维持数据传输的流畅、准确。
数据解析模块，用于将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的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的运动数据构建的有序集合中的最大数据。
具体实现时，数据解析模块主要任务是将平台运动数据按自由度分类，然后求解各组数据的三一平均响应以及最大响应。
其中，按自由度分类，分类类型包括：横摇运动数据α、纵摇运动数据β和垂荡运动数据Z。
三一平均响应，是指把同类运动数据按大小依次排序，取最大1/3的平均值。
危险度判断模块，用于根据三一平均响应和最大值评定船舶仿真平台的危险度。
具体实现时，危险度判断模块主要任务是对平台运动数据进行危险度评定，并根据危险度控制平台运动数据修正。
其中，危险度评定主要任务是对三一平均响应、最大响应和最大许可运动值进行大小排序比较，并根据比较结果对危险度赋值。
比较结果有三种，分别是：
若从大到小依次为，最大许可运动值、最大响应、三一平均响应，则赋值危险度＝0。
若从大到小依次为，最大响应、最大许可运动值、三一平均响应，则赋值危险度＝1。
若从大到小依次为，最大响应、三一平均响应、最大许可运动值，则赋值为限度＝2。
数据修正模块，用于根据危险度进行运动数据修复。
具体实现时，数据修正模块主要任务是对不同危险度的平台运动数据，按对应的方法修正，已达到降低危险度的目的，保证平台在机械结构最大许可范围内运动。
可选地，数据解析模块，用于由横摇角位移数据构建横摇集A，由纵摇角位移数据构建纵摇集B，由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，危险度判断模块，用于确定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，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，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，还用于将任一危险度更新为0。
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，还用于将任一危险度更新为0。
本实施例提供的船舶仿真平台运动保护机构在进行船舶仿真平台运动保护时的保护流程可如图3所示。
1、平台运动数据输入。
如用户通过机构输入端将实船数据或模型、仿真试验数据录入。
其中实船数据或模型、仿真试验数据，是指期望平台实现的横摇、纵摇、垂荡三自由度运动(角)位移。
2、平台运动数据分类排序。
首先根据平台三自由度运动概念，将平台运动数据分为横摇运动数据、纵摇运动数据、垂荡运动数据，建立三类数据集合
其中A为横摇集、B为纵摇集、C为垂荡集；
然后将三类集合中的数据取绝对值后按大小排序，建立新集合A1、B1、C1，其中A1为绝对值大小排序后的横摇集，B1为绝对值大小排序后的横摇集，C1为绝对值大小排序后的横摇集。
3、求解三自由度运动的三一平均响应。
计算各集合中最大1/3运动数据的平均值，记为
其中
为横摇三一平均响应，
为纵摇三一平均响应，
为垂荡三一平均响应。
4、求解三自由度运动的最大响应。
计算各集合中最大运动数据，记为αm、βm、Zm，其中αm为横摇最大值，βm为纵摇最大值，Zm为垂荡最大值。
5、危险度评定。
首先确认平台在机械结构许可范围内横摇最大许可运动值，记为α0m，确认平台在机械结构许可范围内纵摇最大许可运动值，记为β0m，确认平台在机械结构许可范围内垂荡最大许可运动值，记为Z0m。
随即比较α0m与αm大小，若α0m≥αm，则横摇的危险度＝0。若α0m<αm，则比较α0m与
大小，若
则横摇的危险度＝1，否则横摇的危险度＝2。
比较β0m与βm大小，若β0m≥βm，则纵摇的危险度＝0。若β0m<βm，则比较β0m与
大小，若
则纵摇的危险度＝1，否则纵摇的危险度＝2。
比较Z0m与Zm大小，若Z0m≥Zm，则垂荡的危险度＝0。若Z0m<Zm，则比较Z0m与
大小，若
则垂荡的危险度＝1，否则垂荡的危险度＝2。
6、危险度判断
对于横摇数据：
若横摇的危险度为0，平台横摇运动数据进行第一种修正。如将初始数据A＝{α1,α2,...,αn}中各项乘以
得到修正数据
若横摇的危险度为1，平台横摇运动数据进行第二种修正。如将初始数据A＝{α1,α2,...,αn}中各项乘以
得到修正数据
并赋值横摇的危险度＝0。
若横摇的危险度为2，平台横摇运动数据进行第三种修正。如将初始数据A＝{α1,α2,...,αn}中各项乘以
得到修正数据
并赋值横摇的危险度＝0。
对于纵摇数据：
若纵摇的危险度为0，平台纵摇运动数据进行第一种修正。如将初始数据B＝{β1,β2,...,βn}中各项乘以
得到修正数据
若纵摇的危险度为1，平台纵摇运动数据进行第二种修正。如将初始数据B＝{β1,β2,...,βn}中各项乘以
得到修正数据
并赋值纵摇的危险度＝0。
若纵摇的危险度为2，平台纵摇运动数据进行第三种修正。如将初始数据B＝{β1,β2,...,βn}中各项乘以
得到修正数据
并赋值纵摇的危险度＝0。
对于垂荡数据：
若垂荡的危险度为0，平台垂荡运动数据进行第一种修正。如将初始数据C＝{Z1,Z2,...,Zn}中各项乘以
得到修正数据
若垂荡的危险度为1，平台垂荡运动数据进行第二种修正。如将初始数据C＝{Z1,Z2,...,Zn}中各项乘以
得到修正数据
并赋值垂荡的危险度＝0。
若垂荡的危险度为2，平台垂荡运动数据进行第三种修正。如将初始数据C＝{Z1,Z2,...,Zn}中各项乘以
得到修正数据
并赋值垂荡的危险度＝0。
7、输出修正数据。
得到可以确保平台在机械结构最大许可范围内运动的修正数据，并将修正数据输出给平台姿态解析模块。
本实施例提供的船舶仿真平台运动保护机构是一种基于危险度判断的船舶仿真平台运动保护机构，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。
有益效果：通过数据传输模块、数据解析模块、危险度判断模块和数据修正模块，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。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。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
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；
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；
S6，根据所述危险度进行运动数据修复；
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。
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。
4.一种船舶仿真平台运动保护机构，其特征在于，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的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的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；
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；
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。
5.根据权利要求4所述的机构，其特征在于，所述数据解析模块，用于由横摇角位移数据构建横摇集A，由纵摇角位移数据构建纵摇集B，由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。
6.根据权利要求4所述的机构，其特征在于，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。
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