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原文传递浮体艏向控制系统研究

论文题名：	浮体艏向控制系统研究
关键词：	浮体艏向控制;转向机构;模糊控制
摘要：	本文结合实际项目，基于模糊控制技术，进行单点系锚情况下的浮体艏向控制技术研究。浮体采用船外机作为动力系统，增设了一个转向机构，使船外机能在水平面180度范围内产生推力，控制浮体的运动，使船外机具有类似Z型推进器的功能。首先设计了控制系统的总体结构。系统采用分层结构，上位计算机为通用PC机，负责显示人机操作界面；下位机为浮体控制系统，以DSP为主控器，模拟人对船外机的油门及档位进行操作，控制浮体的运动。上下系统间采用数传电台作为无线通信装置。系统实现了手动控制和自动控制两种工作模式，手动模式下浮体控制系统接收上位计算机发送的指令，执行指令规定的动作或反馈系统的状态信息。自动模式下浮体控制系统根据采集的位置姿态信息，与上位计算机设定的艏向进行比较得出偏差及偏差变化率，根据设计的模糊控制算法，查表输出相应的控制量，控制浮体的运动。浮体控制系统以TMS320F2812为主控器，扩展了256K的SRAM，并采用2片TL16C554芯片扩展了8个串口，以满足系统多串口通信的需要。设计了系统的信号采集处理电路，用于采集系统的位置姿态信息及各种状态信息，并反馈到上位计算机进行显示，以便操作员参考，或者作为自动控制模式的输入，用于产生控制信息。采用查表法设计了浮体艏向控制的模糊控制器，以浮体艏向的偏差及偏差变化率作为输入，根据模型实验测得的数据，结合相关的控制经验设置系统的模糊控制规则，输出船外机的油门和转向控制信息，控制浮体的运动，实现浮体艏向自动保持。最后，编写了浮体艏向控制系统程序，实现了GPS/INS数据采集，系统状态信息采集，指令解码及油门档位控制，设计了模糊控制系统的查表法程序，并进行实验调试，系统能正确输出船外机油门和档位的控制量。
作者：	陶戈丹
专业：	机械制造及其自动化
导师：	薛开
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文