在經(jīng)濟(jì)全球化與智能船舶快速發(fā)展的背景下,遠(yuǎn)洋船舶運輸在國際貿(mào)易中占據(jù)的比例越來越高。另外,通信技術(shù)是研究與開發(fā)智能船舶的關(guān)鍵技術(shù)之一,因此通信系統(tǒng)的性能將直接影響著整個船舶控制系統(tǒng)的性能。為了提高海上運輸?shù)男?保障船員與貨物的安全,為增強(qiáng)船舶橫搖穩(wěn)定性,本文基于CAN總線進(jìn)行了舵鰭聯(lián)合減搖控制的相關(guān)研究。以工程應(yīng)用為基礎(chǔ),設(shè)計了基于閉環(huán)增益成形算法的減搖鰭控制器與舵鰭聯(lián)合減搖控制器。通過李雅普諾夫穩(wěn)定性理論進(jìn)行控制器的穩(wěn)定性分析,通過數(shù)字仿真試驗驗證了控制器的有效性。結(jié)果表明,基于閉環(huán)增益成形算法的減搖控制器設(shè)計過程簡單,控制器參數(shù)物理意義明確、減搖效果良好,具有十分良好的工程應(yīng)用潛力。通過設(shè)計CAN總線的硬件電路結(jié)構(gòu)與應(yīng)用層通信協(xié)議,給出了基于CAN總線的舵鰭聯(lián)合減搖的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并通過物理試驗進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)的驗證,結(jié)果表明所設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)滿足控制系統(tǒng)對通信的實時性與穩(wěn)定性的要求,有較高的工程應(yīng)用價值。本文主要工作有以下幾點:（1）采用李雅普諾夫穩(wěn)定性理論對基于閉環(huán)增益成形算法的減搖控制器進(jìn)行了穩(wěn)定性分析并給出了減搖鰭控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件。（2）將自動舵與減搖鰭結(jié)合起來,進(jìn)行了舵... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３技術(shù)路線圖??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ??

?大連海事大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文???標(biāo)原點，沿船體中線指向船艏方向為軸方向，由原點指向船體右舷為Ｙ軸方向，由原??點指向船舶龍骨為Ｚ軸方向；右側(cè)為慣性坐標(biāo)系，Ｘ。軸方向為正北方向，ｒ。軸方向為正??東方向。??運＇＇力??Ｖ?（橫漂）?＋?ＶＶ?（起伏）?々??ｚ?Ｇ－?？）〇??圖２．?２船舶運動坐標(biāo)系??Ｆｉｇ．?２．２?Ｔｈｅ?ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?ｓｈｉｐ?ｍｏｔｉｏｎ??根據(jù)文獻(xiàn)［４７］可得船舶舵鰭聯(lián)合系統(tǒng)非線性數(shù)學(xué)模型。??Ｕ?＝?ｌ（ｍｆ?＋?ｍ；?）ｖｃｒ?＋?（ｍｆ?＋?ｍ；?）ｖｒｒ?＋?Ｘ＾１?／?Ｌ?＋?＾；ｒｖＶ２?／?Ｌ?＋?＾；ｆ＋?Ｌ?■?Ｘｙ?＋??２［（１?－ｔｐ）ｐｎ２ＤＡｒｋＴ（Ｊｐ）ＦＷ?ｓｉｎ＾?＋?ＸＷＴＳＤ?＋?Ｘ＾．ＡＶｌ：］／（ｐＬｚｄ）｝／（ｍ，?＋?ｍ，ｘ）??ｉ＞?＝?｛－（ｍ’?＋?ｗ：?）ｚ，ｔｒ?－?（ｗ’?＋?）ｙｒｒ?＋?ｒ?？?｝；’ｖｒ?／?Ｌ?＋?Ｋ．?ｙ／ｒ?＋?Ｘ二ｖｒ?卜、｜?／?Ｌ?＋?Ｋ二ｖｒ?卜｜?＋?Ｌ?■?＾??２［（１?＋?ａＨ?）Ｆｎ?ｃｏｓＳ－ｐＶ２ＡＨＣＬａａ?ｃｏｓｙ？，－?－?７ＷＩＮＤ?－?ＸＷＡＶＥ］?／?（ｐｌｓｄ）｝?／?（ｗ，?＋?ｍ；）??Ｐ?＝、２｛－Ｋｐｐ－Ｋｐｐｐ＼ｐ＼－Ｗ．ＧＭ?．ｑ＞?＋?Ｗ．ＧＭ?中、２Ｖ、ｐＬ４ｄ、－??ｚ；?？?（Ｆ?？?＞＞ｒ?／１２?＋?Ｆ?？?ｒｖ?Ｌ?＋?ｒ＞ｒ?｜ｖｒＩ?／ｚ．２?＋?ｒｖｒ?｜；－｜／ｚ．?＋?ｒ；，－｜ｒ｜）?＋?（２．１７）??，２［（１?－?ａＨ?）ｚｈＦｓ?ｃｏｓ＾－ｐＶ２Ａ，ＣＬａａｌｆ?＋Ｋ＾ｌｓＤ＋

Ｉ???基于ＣＡＮ總線的舵鰭聯(lián)合減搖控制研宄???ＣＡＮ總線上傳輸?shù)膸念愋陀辛N不同的格式，具體類型如下所示。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀??如圖２．５所示，其具體含義根據(jù)數(shù)據(jù)幀在總線中的傳輸順序依次為１位的幀起始、１１位??的標(biāo)識符、８字節(jié)的數(shù)據(jù)字段、６位的控制字段、１６位的校驗字段和２位的確認(rèn)段。??????數(shù)據(jù)幀?＞??Ｕ?１２?＾４＿６８?輕幽＿＾Ｕ￣￣－￣￣？??ｍ?確確??起?仲裁字段?控制字段?數(shù)據(jù)字段?ＣＲＣ字段?幀結(jié)束??始?《?。?？，?隙界??１?ＩＩ?§１＾?ｉ??圖２．?５?ＣＡＮ總線標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀??Ｆｉｇ．?２．５?Ｔｈｅ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ｄａｔａ?ｆｒａｍｅ?ｏｆ?ＣＡＮ?ｂｕｓ??擴(kuò)展數(shù)據(jù)幀如圖２．６所示，擴(kuò)展數(shù)據(jù)幀中仲裁字段有３２位，其中有２９位為標(biāo)識符??位，其余都和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀一樣。??數(shù)據(jù)幀??：?Ｊ??＜?．?６?．?，?８Ｎ（０彡Ｎ彡８｝?．?，?１６?７??仲裁字段?＾＾＾?＾?Ｐ??幀?１丨?１８?確啪??ｆ?？?＊?？控制神．?dāng)?shù)據(jù)字段?ＣＲＣ字段?ｇ?？結(jié)束??Ｉ?ｉ＾ｌ?Ｈｉｉｉ?５?Ｙ；??圖２．?６?ＣＡＮ總線擴(kuò)展數(shù)據(jù)幀??Ｆｉｇ．?２．６?Ｔｈｅ?ｅｘｔｅｎｄｅｄ?ｄａｔａ?ｆｒａｍｅ?ｏｆ?ＣＡＮ?ｂｕｓ??遠(yuǎn)程巾貞如圖２．７所示，遠(yuǎn)程傾是由主動請求數(shù)據(jù)的目的節(jié)點發(fā)出的，由被請求節(jié)點??接收并發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程幀與擴(kuò)展數(shù)據(jù)幀格式類似，但沒有８字節(jié)的數(shù)據(jù)段。??．?６?１６?．??仲裁字段?４?＞４?＞?４?＾??械?１１?１８?確確??＾?＾控制字段?ＣＲＣ字段?＾


本文編號：3291887