本文關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)駕駛臺(tái)式船舶航向控制仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 旋轉(zhuǎn)駕駛臺(tái) 自動(dòng)操舵儀 模擬舵機(jī) PID控制器

【摘要】：隨著我國(guó)船舶與航運(yùn)業(yè)的迅猛發(fā)展,對(duì)于專(zhuān)業(yè)人才的需求越來(lái)越多,這就要求以航海類(lèi)專(zhuān)業(yè)為主要辦學(xué)特色的院校加大培養(yǎng)力度提升教學(xué)水平,來(lái)滿(mǎn)足這一日益增長(zhǎng)的人才需求。在此背景下,旋轉(zhuǎn)駕駛臺(tái)式船舶航向控制仿真系統(tǒng)的建立,將有效的推動(dòng)和提高這一領(lǐng)域人才培養(yǎng)的速度與質(zhì)量。旋轉(zhuǎn)駕駛臺(tái)式船舶航向控制仿真系統(tǒng)是一種介于純實(shí)物仿真與純數(shù)學(xué)模型之間的半實(shí)物仿真系統(tǒng),它具有實(shí)時(shí)性好,展示性強(qiáng)的特點(diǎn)。仿真系統(tǒng)的建立主要包括硬件調(diào)試,軟件程序編寫(xiě),系統(tǒng)通信以及運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控四個(gè)部分來(lái)完成。硬件系統(tǒng)包括自動(dòng)操舵儀、電羅經(jīng)、模擬舵機(jī)、模擬駕駛臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等,利用串行通訊及數(shù)據(jù)采集技術(shù),將各分立的硬件聯(lián)合形成一個(gè)相互之間可以溝通的能夠完成既定任務(wù)的仿真系統(tǒng)。自動(dòng)操舵儀從羅經(jīng)獲取航向信號(hào),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操舵控制,并發(fā)出舵角控制信號(hào)控制模擬舵機(jī)打舵,船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型解算計(jì)算機(jī)采集舵角信號(hào)以及模擬車(chē)鐘的機(jī)檔位信號(hào),通過(guò)解算獲得近乎實(shí)際的船舶運(yùn)動(dòng)狀態(tài),并將此狀態(tài)信息發(fā)送給船舶運(yùn)動(dòng)控制器(PID控制器),控制器經(jīng)過(guò)PID算法得出控制信號(hào)控制轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)了船舶在舵角變化,以及在某些干擾因素(如風(fēng)速,流速,浪高等)影響下仿真系統(tǒng)的整體運(yùn)行與實(shí)時(shí)監(jiān)控,從而模擬了船舶航向的自動(dòng)控制。
【關(guān)鍵詞】：旋轉(zhuǎn)駕駛臺(tái) 自動(dòng)操舵儀 模擬舵機(jī) PID控制器
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U664.82
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-12
• 1.1 課題研究的背景及意義9
• 1.2 半實(shí)物仿真技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容10-11
• 1.4 本章小結(jié)11-12
• 第2章 硬件系統(tǒng)設(shè)備及相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介12-30
• 2.1 船舶航向控制系統(tǒng)12-20
• 2.1.1 船舶航向控制基礎(chǔ)12
• 2.1.2 自動(dòng)操舵儀12-15
• 2.1.3 陀螺羅經(jīng)15-18
• 2.1.4 DH-IIG型羅經(jīng)部分系統(tǒng)工作原理概述18-20
• 2.2 串行通信與接口標(biāo)準(zhǔn)20-22
• 2.2.1 串行通信與并行通信20-21
• 2.2.2 RS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)21-22
• 2.3 數(shù)據(jù)采集知識(shí)簡(jiǎn)介22-26
• 2.3.1 PCI總線(xiàn)技術(shù)23-24
• 2.3.2 PCI-1710U數(shù)據(jù)采集卡的功能24
• 2.3.3 采集卡信號(hào)連接24-26
• 2.4 PID控制基礎(chǔ)26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-30
• 第3章 船舶航向控制仿真硬件系統(tǒng)的組建30-41
• 3.1 概述30-31
• 3.2 航向控制系統(tǒng)的連接31-33
• 3.2.1 DH-IIG型羅經(jīng)與PT21型自動(dòng)操舵儀之間的信號(hào)連接31-32
• 3.2.2 PT21型自動(dòng)操舵儀與模擬舵機(jī)之間的信號(hào)連接32-33
• 3.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)信號(hào)連接33-37
• 3.3.1 采集卡與研華工控機(jī)的連接34-35
• 3.3.2 船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型所需信號(hào)的連接35-36
• 3.3.3 航向反饋接線(xiàn)36-37
• 3.4 控制系統(tǒng)信號(hào)輸出接線(xiàn)37-40
• 3.4.1 ACS355變頻器的初始化設(shè)置37-39
• 3.4.2 電平轉(zhuǎn)換單元的連接39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 仿真系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)41-53
• 4.1 軟件實(shí)現(xiàn)41
• 4.2 船舶運(yùn)動(dòng)模型解算41-42
• 4.3 羅經(jīng)反饋信號(hào)的發(fā)送與讀取42-46
• 4.3.1 羅經(jīng)反饋信號(hào)的發(fā)送42-43
• 4.3.2 羅經(jīng)反饋信號(hào)的讀取43-46
• 4.4 船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)解算模型輸出數(shù)據(jù)的調(diào)用46-47
• 4.5 船舶運(yùn)動(dòng)控制器47-48
• 4.6 程序的輸出48-51
• 4.6.1 打開(kāi)采集卡49
• 4.6.2 采集卡數(shù)字輸出49-50
• 4.6.3 采集卡模擬輸出50-51
• 4.6.4 關(guān)閉采集卡51
• 4.7 本章小結(jié)51-53
• 第5章 仿真系統(tǒng)的整體運(yùn)行及數(shù)據(jù)采集53-68
• 5.1 半實(shí)物仿真平臺(tái)53-58
• 5.2 采集卡的調(diào)試58-60
• 5.3 數(shù)據(jù)采集過(guò)程60-62
• 5.4 數(shù)據(jù)記錄及分析62-67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 致謝74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：945938