發(fā)布時間：2017-09-21 00:11

  本文關鍵詞：基于ARM的船舶自動舵測試系統(tǒng)研究

  更多相關文章： 自動操舵儀 ARM Wi-Fi 系統(tǒng)測試

【摘要】：隨著全球經濟的發(fā)展,以船舶為載體的航運行業(yè)的優(yōu)勢逐漸凸顯出來。對于船舶來說,自動操舵儀是進行航向控制的關鍵性設備,它性能的好與壞會直接影響到船舶是否能夠安全、高效、經濟的運行。然而,在裝載到船舶之前,自動操舵儀由于得不到輸入、輸出信號,而無法進行正常的功能測試,這使得對于自動操舵儀的研制、升級以及檢修面臨很大困難,為此,本文結合實際自動舵以及嵌入式系統(tǒng),設計并實現(xiàn)了一套基于ARM的船舶自動舵測試系統(tǒng)。首先,根據(jù)船舶控制系統(tǒng)的工作原理,本文對船舶自動舵測試系統(tǒng)的整體硬件框架進行了設計。通過PLC與步進電機來代替實船中復雜的液壓舵機系統(tǒng)產生舵角,采用ARM嵌入式系統(tǒng)裝載船舶數(shù)學模型模擬實船的運動,產生航向數(shù)據(jù)以及處理舵角數(shù)據(jù),自動操舵儀則選用可在實船中使用的真實自動操舵儀,再通過各個硬件的特性,將設備之間進行電氣連接,使整個硬件系統(tǒng)組成完整的閉環(huán)。然后,作者在Qt環(huán)境中為ARM設計了一套基于ARM的船舶自動舵測試軟件。首先在Matlab中建立了船舶數(shù)學模型,之后通過Matlab Coder將其轉化為C文件；同時,設計了可對舵機轉速、航速以及運行環(huán)境等進行設置的參數(shù)設置界面,為船舶模型載入運行參數(shù)；還設計了圖形顯示界面用于顯示模擬船舶運動時的航跡、航向以及舵角數(shù)據(jù),期間解析了IEC61162通信協(xié)議,為自動舵與ARM板間通信建立了協(xié)議基礎。為了實現(xiàn)對自動舵的遠程測試,還在手機中設計了一套測試軟件,也包含參數(shù)設置以及圖形顯示界面,并將Wi-Fi模塊接入ARM板,通過UDP協(xié)議,使其在網(wǎng)絡間與手機完成通信。最后,作者對整套系統(tǒng)進行了綜合測試,包括通過手動以及隨動操舵對硬件進行了測試,顯示硬件性能良好；通過回轉試驗以及“Z”型試驗驗證了ARM板中船舶模型的有效性；通過航向控制試驗,對自動操舵儀的控制性能進行了測試,試驗結果表明自動舵的控制性能優(yōu)異�？傮w測試結果表明,所設計的基于ARM的船舶自動舵測試系統(tǒng)結構合理,功能正確,具有一定的應用價值。
【關鍵詞】：自動操舵儀 ARM Wi-Fi 系統(tǒng)測試
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U664.82
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 選題的背景及意義10-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢11-13
• 1.3 研究工作的主要內容13-14
• 第二章 測試系統(tǒng)的硬件設計14-24
• 2.1 硬件系統(tǒng)的總體設計14
• 2.2 系統(tǒng)的硬件組成14-23
• 2.2.1 船舶自動操舵儀15-16
• 2.2.2 ARM板16-18
• 2.2.3 Wi-Fi模塊18-19
• 2.2.4 操舵開關箱19
• 2.2.5 舵機艙報警箱19
• 2.2.6 油泵啟動箱19-20
• 2.2.7 舵角產生及反饋機構20-23
• 2.3 本章小結23-24
• 第三章 系統(tǒng)開發(fā)軟件與關鍵技術24-41
• 3.1 Linux系統(tǒng)24-25
• 3.2 Qt開發(fā)環(huán)境25-27
• 3.3 ARM端開發(fā)關鍵技術27-31
• 3.4 Android概述31-34
• 3.4.1 Android的系統(tǒng)結構32-33
• 3.4.2 Android應用程序框架33-34
• 3.5 手機端開發(fā)關鍵技術34-37
• 3.6 USR-WIFI232-T模塊軟件配置37-40
• 3.7 本章小結40-41
• 第四章 系統(tǒng)軟件的設計與實現(xiàn)41-57
• 4.1 ARM端軟件設計41-52
• 4.1.1 數(shù)學模型轉換與顯示界面的軟件設計42-46
• 4.1.2 參數(shù)設置界面及鍵盤界面46-47
• 4.1.3 性能指標的計算47-48
• 4.1.4 ARM板與自動舵間的數(shù)據(jù)通信48-50
• 4.1.5 ARM板的Wi-Fi通信50-52
• 4.2 手機端軟件設計52-56
• 4.2.1 圖形顯示界面的設計52-53
• 4.2.2 參數(shù)的設置與載入界面53-55
• 4.2.3 UDP通信55-56
• 4.3 本章小結56-57
• 第五章 系統(tǒng)測試與分析57-67
• 5.1 系統(tǒng)的硬件測試57-58
• 5.2 系統(tǒng)綜合測試58-66
• 5.2.1 船舶模型有效性的測試59-63
• 5.2.2 自動舵控制性能的測試63-66
• 5.3 本章小結66-67
• 第六章 總結67-68
• 參考文獻68-71
• 致謝71

【相似文獻】

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本文編號：891218