船舶自動舵系統(tǒng)半實物仿真平臺研究.pdf

1、目前，國內(nèi)對船舶自動舵系統(tǒng)半實物仿真平臺的研究不是十分廣泛。半實物仿真是介于實物仿真與純數(shù)學(xué)仿真之間的一種平臺，它具有實時性好、運行速度快等特點，與此同時，半實物仿真又可以接近甚至達到實物仿真的效果。因此，搭建船舶自動舵系統(tǒng)的半實物仿真平臺對于工程應(yīng)用具有非常重要的意義。
　　 船舶自動舵系統(tǒng)主要包括舵機的控制、系統(tǒng)的通信、以及上位機監(jiān)控三大核心部分。本文從這三方面對自動舵系統(tǒng)進行了研究，具體研究內(nèi)容如下：
　　 ①國內(nèi)

2、對于舵機控制大多還停留在PID控制階段，但由于舵機系統(tǒng)是一個非線性系統(tǒng)，PID控制很難達到很好的控制效果。本文引入了模糊變結(jié)構(gòu)控制方法，設(shè)計了基于指數(shù)趨近律的模糊滑模控制器，它具有魯棒性強、結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)的特點。在MATLAB/Simulink中對滑模變結(jié)構(gòu)控制、模糊滑模控制這兩種控制算法進行了仿真研究和對比分析。仿真結(jié)果表明，基于指數(shù)趨近律的模糊滑模控制在有較強魯棒性的同時有效地消除了抖動現(xiàn)象，對于船舶舵機有較好的控制效果。

3、>　　 ②船舶工作環(huán)境相對惡劣，同時對設(shè)備性能及可靠性的要求也比較高。根據(jù)這個特性以及船舶機艙自動化的發(fā)展趨勢，本文設(shè)計了工業(yè)以太網(wǎng)與CAN總線相結(jié)合通信平臺。CAN總線面向控制，能在惡劣環(huán)境下工作，能耐很強的電磁干擾，是國際船用標準。仿真結(jié)果表明，此通信平臺數(shù)據(jù)傳輸有較好的實時性和可靠性。
　　 ③只有解決了上位機監(jiān)控軟件與通信平臺的數(shù)據(jù)實時傳輸問題，才能夠?qū)崿F(xiàn)上位機對舵機的實時監(jiān)控功能。因此，平臺用到了OPC server