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船舶主机遥控的逻辑控制和转速的遗传算法PID控制
| 论文题名： | 船舶主机遥控的逻辑控制和转速的遗传算法PID控制 |
| 关键词： | 主机遥控仿真系统;逻辑程序控制;遗传算法;船舶主机遥控 |
| 摘要： | 本论文来源于上海市教委重点课题：船舶主柴油机自动控制系统建模与仿真研究，介绍了船舶主机遥控及仿真系统的结构功能以及发展过程，提出了利用SoC单片机C8051F020为主进行主机遥控及仿真系统的硬件电路设计。在充分利用单片机内在资源的情况下，结合HD7279A等接口芯片以简单的方式完成了仿真系统控制台的模拟面板上LED指示，控制按键，车钟，模拟仪表等大量的数字和模拟量的输入输出电路。同时提供了按键和LCD液晶来构成人机交互，完成控制系统参数的设定和显示。 根据SoC单片机完善的系统结构，提出了利用单片机硬件中断和软件中断来实现程序的多任务并行运行，完成模拟信号和数字信号的采集，处理和控制，来进行主机遥控系统的实时仿真。同时，单片机通过RS232串口和PC机通讯，将采集的信号和PC机的操作命令进行交换，共同构成完整的仿真系统设计。 本文介绍了微软公司提出的用于软件设计的.NET框架的内容和作用，并采用微软公司的Visual Basic.NET语言和Visual Studio.NET 2005的编程环境，设计了详细的用户仿真界面。同时用基于面对对象的方法设计了船舶的逻辑程序控制，包括换向逻辑控制、起动与制动逻辑控制、重复起动程序控制、重起动逻辑控制、慢转起动逻辑控制。 本文还研究了主机的转速控制系统，包括程序加减速，转速限制，转速与负荷控制，负荷限制，主机的模型和常规PID控制方法。由于在实船上常规PID控制得到了广泛的应用，而难点在于PID参数的整定，本文研究了PID参数自适应的方法，并运用遗传算法来进行PID参数的自整定，通过MATLAB仿真，证实了遗传算法不依赖于被控制对象的模型，特别在对复杂系统的PID参数整定上可以替代专家系统完成一部分的功能，在实际中具有一定的优越性。在实际的模拟器的程序运行，采用MATLAB和Visual Basic.NET混合编程，在Visual Basic.NET的程序中调用MATLAB算法，完成整个系统实时可靠的软件运行。 根据本文设计的船舶主机遥控仿真系统将运用在上海海事大学轮机自动化实验室，将在教师的教学和学生的培训中发挥重要的作用。 |
| 作者： | 鲁铁伟 |
| 专业： | 检测技术与自动化装置 |
| 导师： | 崔庆渝;黄学武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海海事大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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