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船舶运动与主推进联合控制仿真系统的研究
| 论文题名： | 船舶运动与主推进联合控制仿真系统的研究 |
| 关键词： | 船舶运动;主推进系统;硬件在环;仿真系统;联合控制 |
| 摘要： | 长期以来，船舶运动与船舶主推进系统是完全独立进行控制的，很少有学者将二者综合研究，并缺乏有效的联合控制仿真研究平台。为此，本文依据实际船舶驾驶台配置，选取部分实船物理设备，结合软件仿真技术，采用硬件在环的仿真思想，设计并实现了一种船舶运动与主推进联合控制仿真系统。 首先，本文以5446 TEU集装箱船为研究对象，考虑船舶运动与主推进二者的耦合性，利用Matlab软件建立船舶运动与主推进装置的仿真模型，并进行不同船速下操纵性试验、回转试验，仿真试验结果显示，当进行船舶操纵时，船速与主机转速的变化与实船数据基本吻合。 接着，参照实船驾驶台配置，选取车钟、操舵手轮、罗经复示器、电子海图实船物理设备，设计硬件操控台。同时，按照实船自动舵工作方式，为仿真系统设计手动、随动、自动三种控制方式。完成了仿真系统的硬件连接，实现了仿真系统的数据采集与数据通信，建立了硬件操作平台。 然后，利用VC与Matlab混合编程技术，实现了VC对Matlab仿真模型的调用，满足了仿真系统船舶模型解算的实时性;应用VC与Vega混合编程技术将船舶三维运动场景引入到仿真系统中，实现了船舶运动姿态的实时观测;设计了操作友好的人机交互界面，构建了仿真系统的软件操作平台，可实现系统的软、硬件切换操作。 最后，在软、硬件两种操作模式下，分别对仿真系统的手动、随动与自动三种控制方式进行了测试。仿真系统按照操作指令运行，并将船舶运动状态、姿态、地理位置与运动轨迹实时显示出来。测试结果表明该仿真系统功能完善、逼真度较高、操作模式可选、控制方式全面，可满足模拟驾驶与联合控制研究的要求。该仿真系统既为船舶运动与主推进控制算法的研究提供了支撑平台，同时又可以应用于船舶操纵培训教学。 |
| 作者： | 刘玉博 |
| 专业： | 模式识别与智能系统 |
| 导师： | 沈智鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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