Diseño de un sistema de adquisición de datos en tiempo real para estudios del estado del mar

Abstract

El diseño, programación e implementación de un sistema de adquisición de datos en tiempo real para la estimación de los parámetros que caracterizan los estados del mar es presentado. La estimación de los parámetros del mar es importante para tener un registro de datos actualizada de los estados del mar en diferentes lugares, los cuales son importantes para actividades marinas, como el diseño e implementación de plataformas petroleras off-shore y para la navegación segura de navíos. Los estados del mar en una determinada posición tradicionalmente se obtienen utilizando boyas oceánicas, las cuales mediante el procesamiento de sus movimientos por excitación: de olas estiman las características del mar. Sin embargo, se puede establecer la analogía entre un navío y una boya oceánica, sin obviar evidentemente que el navío tiene una velocidad de navegación y generalmente una geometría más compleja. Es por ello que reciénteme varios autores han venido estudiando la posibilidad de estimar los parámetros del mar utilizando los movimientos de un navío. Las ventajas de este método son principalmente que un navío proporciona la posibilidad de estimar los estados del mar a lo largo de la ruta de navegación, y la facilidad de acoplar un sistema de adquisición de datos a bordo barco. El presente trabajo se centra fundamentalmente en: (1) El diseño de un código Lab VIEW que permita la adquisición de datos y monitoreo de señales en tiempo real. (2) Estudio, calibración, y programación de equipos complejos de navegación marina. (3) Desarrollo de un algoritmo basado en algoritmos genéticos en MATLAB para estimar las características del mar basado en los movimientos de un navío. (4) Ensayos a bordo de un navío de la Marina Portuguesa y posterior validación datos. El presente trabajo de tesis consta de 5 capítulos, Capítulo I: Se presentan los antecedentes, los objetivos, la metodología empleada y los alcances y limitaciones de la tesis. Capítulo II: Se presenta el sistema de adquisición de datos, detallando la parte de software con diagramas y figuras, así como, también la parte de hardware con alcances técnicos de los equipos utilizados. Capítulo III: Se presenta el algoritmo desarrollado para estimar los parámetros del mar, se detalla la formulación matemática, así como el uso de algoritmos genéticos para el proceso de estimación. Capítulo IV: Este capítulo se presenta simulaciones numéricas, para testar el algoritmo de estimación. Fueron considerados dos navíos en diferentes condiciones de olas. Capítulo V: Se presentan los detalles de los ensayos a bordo de un navío, así como el procesamiento y análisis de la data colectadas. Finalmente, esta Tesis presenta una serie de conclusiones obtenidas en base a los resultados de las simulaciones y datos experimentales. Así mismo se presenta la bibliografía requerida para el desarrollo del presente trabajo y un anexo con el código MA TLAB del algoritmo de estimación.