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基于嵌入式的船舶并车与保护单元设计与实现
| 论文题名： | 基于嵌入式的船舶并车与保护单元设计与实现 |
| 关键词： | 船舶电站;轮机模拟器;控制系统;三维视景 |
| 摘要： | 船舶电站并车与保护单元简称PPU(Paralleling and Protection Unit)，它属于船舶电站自动控制技术。伴随着越来越多的前沿科技在其中的应用而得到了长足的发展，船舶电站自动控制也必然由局部的控制发展到集中的控制。柴油机、发电机和主配电装置组成了船舶电站，它为船舶上各种用电设备供应电能。为了研制出一款先进的基于轮机模拟器船舶电站控制系统，设计了一种基于ARM7TDMI-S的嵌入式轮机模拟器船舶电站PPU控制系统，它由柴油发电机控制箱、船舶电站并车与保护单元和以太网交换机组成，它实现了μC/OS-Ⅱ操作系统在LPC2214上面的移植，实践表明该系统具有成本低、人机交互性好、船舶电站报警信息和工作状态信息显示直观等优点。 本设计采用以太网进行数据传输，通讯协议采用UDP，这样既满足了现场数据传输数据包模式，又满足了上层监测数据传输速度的需求。鉴于以上两点，选择W5100和UPort的组合，它内部集成了TCP/IP协议栈，通信速度可高达100M。同时为了解决轮机模拟器使用的柴油发电机控制面板相关参数显示不精确和不够直观的问题，依据韩国HYUNDAI公司生产的YECS-1000柴油发电机控制箱为原型，设计了适用于实验室轮机模拟器上面使用的柴油发电机控制箱，它由控制箱本体和控制面板组成，控制面板又由电源单元、通信单元和显示单元等构成。此面板设计了众多的数码管来显示发电机转速、温度和压力等信息，显示的实时值具有精确、易控制等优点，此面板的贴膜设计了小型起鼓按键，具有简洁美观、成本低和易控制的优点。 为了直观地展示系统特性和关键参数，以船舶电站为对象，采用Visual C＃编程语言和Visual Studio.net集成开发环境设计二维仿真界面;使用C＃程序开发语言在Unity3d软件中编写脚本以实现对轮机模拟器机舱中相应设备的动作控制，在3D Max软件中制作三维模型并且利用材质、贴图、烘焙等手段进行优化，利用虚拟现实技术，实现了对船舶电站控制系统三维视景的仿真，它具有真实感、沉浸感强的优点。使用探针法对PCB(Printed Circuit Board)中ⅡC时序正确性进行测试，同时使用黑盒和白盒测试的方法设计测试用例对模拟器软件进行测试。 |
| 作者： | 刘泊江 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 张均东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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