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船舶自动操舵仪的实现及混合仿真测试
| 论文题名： | 船舶自动操舵仪的实现及混合仿真测试 |
| 关键词： | 船舶自动操舵仪;船舶运动;航向控制;PID参数整定;混合仿真 |
| 摘要： | 船舶自动操舵仪是一种典型的船舶自动化系统，研制性能先进具有自主知识产权的船舶自动操舵仪具有重要意义。 本文以研制船舶自动操舵仪为目标，生成基于单片机的操舵仪控制器，组成用于模拟测试操舵仪的混合仿真系统，完成实船试验前对于控制器的参数整定和功能测试，实现缩短研制周期，节约试验经费的目的。在本船舶自动操舵仪半物理仿真系统中，船舶运动被控对象采用数学建模实现数字仿真，而控制器则采用实际的控制器进行数据处理和航向控制。 本课题在进行船舶自动操舵仪及测试系统设计时，被控对象的数学模型采用分离型船舶运动数学模型，即MMG模型。在PC上利用VC++实现了基于MMG模型的船舶运动数学模型，同时根据IEC61162协议利用串口接收舵角信号和反馈船舶航向。并利用VC++可视化与人机交互性强的特点，开发了仿真测试系统，可在其上面更改船舶参数，观察船舶航向及控制指标。 系统的控制器采用实际工程最常用的单片机进行船舶航向控制，系统控制器采用真实的控制器不但可以实现对控制作用，也可以验证控制算法的实际工程可行系和效果。系统控制器在进行航向控制时采用经典的PID控制算法进行控制。 最后对系统功能和各部分分别进行了测试。在测试模型时对其进行了船舶回转试验和船舶运动Z型试验，并分析了其效果。对控制器进行测试时队其船舶航向控制性能进行了测试和观察，并在调试PID参数时分别用了三种不同的方式进行了PID参数整定。最终对整个系统进行了效果测试与分析，达到了预期目标。 |
| 作者： | 张欣 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 郭晨 |
| 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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