XBT自动投放测量系统电机控制单元设计与故障分析

XBT自动投放测量系统能够在恶劣海况下完成探头的自动投放,电机控制单元是系统投放机构的控制核心。该单元由主控芯片、电源管理、通信及电机控制接口等部分组成,可实现对投放系统中步进电机、伺服电机和直流电机运动状态的实时控制。在提出了软硬件设计实现方案后,对电机控制单元在测试中发现的各种故障进行了机理分析,改进后的试验结果表明:电机控制单元能够实时响应上位机的控制命令,保证各电机运动状态稳定,使自动投放系统具有实用性好、投放效率高与自动化程度高的特点。     

基于自适应波谱斜率的海面风速反演算法研究

对于波浪谱风速反演研究，虽然已经建立了波谱平衡范围斜率为-4幂律的初步反演模型，然而对于复杂多变的实测波谱，单一斜率模型的反演效果不佳。针对可变波谱斜率的问题，通过量化波谱函数对应的谱系数，提出一种自适应波谱斜率的风速反演算法。为了验证该算法估算风的准确性，本文通过对NDBC浮标观测的大量风浪数据进行海面风速反演研究，结果显示自适应波谱斜率算法反演风速与实测风速相关系数R=0.83,呈显著相关，且平均偏差BIAS和均方根误差RMSE分别为0.75 m/s和2.48 m/s。通过近海海试实验验证表明该算法依然有效具有普适性。总的来看，自适应波谱斜率反演风速算法与实测风速之间误差相对较小，反演精度较好，为风浪观测和风浪研究提供了一种新思路，且该算法能够融合应用于海洋观测应用平台，使理论研究和工程实际相结合。