本文關(guān)鍵詞：減搖水艙嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

  更多相關(guān)文章： 減搖水艙 可控被動(dòng)式 分布式系統(tǒng) 嵌入式 減搖算法

【摘要】：船舶在海面航行時(shí),會(huì)由于海況的影響,導(dǎo)致橫搖運(yùn)動(dòng)加劇。減搖水艙作為最廣泛使用的減搖裝置之一,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可在零航速和低航速下進(jìn)行減搖等優(yōu)點(diǎn)。可控被動(dòng)式減搖水艙作為一種高效的減搖水艙,可通過自動(dòng)控制系統(tǒng)控制氣閥和水閥的狀態(tài)改變水艙內(nèi)水的振蕩周期,以適應(yīng)不斷變化的海況,保證在任何海浪的作用下都可以進(jìn)行減搖。由此可見,良好的減搖水艙控制系統(tǒng),對(duì)提高減搖水艙的減搖效果,進(jìn)而改善船舶的安全性,減少運(yùn)輸成本,提高裝卸效率,有著重要的作用。 為了實(shí)現(xiàn)減搖水艙控制系統(tǒng)對(duì)水艙自動(dòng)控制過程中對(duì)船舶狀態(tài)信息的采集、分析,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)水艙的有效控制,論文根據(jù)船舶減搖水艙試驗(yàn)裝置的實(shí)際情況及可控被動(dòng)式減搖水艙的減搖原理進(jìn)行了需求分析和功能分析,其中的核心部分為模塊通訊協(xié)議以及自動(dòng)控制算法的研究及設(shè)計(jì)。論文提出了一種基于MicroCAN通訊協(xié)議的嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。該方案基于高性能、高可靠性的ARM芯片對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分布式設(shè)計(jì),將系統(tǒng)分為中心控制器和人機(jī)交互模塊,其中中心控制器由中心控制模塊、I/O控制模塊、通訊轉(zhuǎn)接模塊三部分組成。論文針對(duì)各模塊進(jìn)行了分析和研究,實(shí)現(xiàn)了各個(gè)模塊的機(jī)械設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)樣機(jī)通過了500小時(shí)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)及《軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性滿足軍用產(chǎn)品要求。兩組減搖效果實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別為78%和58%；系統(tǒng)可以產(chǎn)生較好的減搖效果。 系統(tǒng)滿足實(shí)船上對(duì)可控被動(dòng)式減搖水艙的使用要求。目前該系統(tǒng)已安裝于十艘高等級(jí)船舶當(dāng)中。
【關(guān)鍵詞】：減搖水艙 可控被動(dòng)式 分布式系統(tǒng) 嵌入式 減搖算法
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U664.73;TP273
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 目錄9-12
• 第一章 諸論12-26
• 1.1 引言12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外減搖技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀13-21
• 1.2.1 減搖裝置概述13-17
• 1.2.2 減搖水艙的發(fā)展17-21
• 1.3 減搖水艙控制裝置概述21-22
• 1.3.1 常見減搖控制裝置21
• 1.3.2 可控式減搖水艙控制裝置在系統(tǒng)中的作用21-22
• 1.4 控制裝置的選擇22-23
• 1.5 論文的研究意義、目標(biāo)和內(nèi)容23-24
• 1.6 本章小結(jié)24-26
• 第二章 水艙嵌入式控制系統(tǒng)概述26-34
• 2.1 減搖水艙減搖原理26-30
• 2.1.1 被動(dòng)式減搖水艙減搖原理26-28
• 2.1.2 可控被動(dòng)式減搖水艙減搖原理28-30
• 2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述30-33
• 2.2.1 需求分析30-31
• 2.2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)31-33
• 2.3 系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)及軟硬件結(jié)構(gòu)33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 減搖自動(dòng)控制算法的研究與設(shè)計(jì)34-46
• 3.1 船舶-減搖水艙模型34-37
• 3.1.1 船舶-被動(dòng)式減搖水艙模型34-36
• 3.1.2 船舶-可控被動(dòng)式減搖水艙模型36-37
• 3.2 海浪模型37-39
• 3.2.1 簡(jiǎn)單波37
• 3.2.2 不規(guī)則海浪37-39
• 3.3 減搖自動(dòng)控制算法的研究39-41
• 3.3.1 關(guān)閥時(shí)刻確定39
• 3.3.2 開閥時(shí)刻確定39-41
• 3.4 減搖自動(dòng)控制算法的設(shè)計(jì)41-43
• 3.5 減搖效果的評(píng)定43-45
• 3.5.1 減搖能力43-44
• 3.5.2 減搖效率44-45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 第四章 系統(tǒng)機(jī)械及硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)46-56
• 4.1 系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)46-48
• 4.1.1 減搖水艙控制箱結(jié)構(gòu)46
• 4.1.2 中心控制器機(jī)械設(shè)計(jì)46-47
• 4.1.3 人機(jī)交互模塊機(jī)械設(shè)計(jì)47-48
• 4.2 中心控制器硬件設(shè)計(jì)48-52
• 4.2.1 中心控制模塊硬件設(shè)計(jì)48-49
• 4.2.2 I/O控制接模塊硬件設(shè)計(jì)49-51
• 4.2.3 通訊轉(zhuǎn)接模塊硬件設(shè)計(jì)51-52
• 4.3 人機(jī)交互模塊硬件設(shè)計(jì)52-54
• 4.3.1 ECM-152052-53
• 4.3.2 人機(jī)交互模塊結(jié)構(gòu)53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-56
• 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)56-70
• 5.1 引言56
• 5.2 CAN總線56-58
• 5.2.1 CAN總線簡(jiǎn)介56-57
• 5.2.2 CAN總線特點(diǎn)57-58
• 5.3 MicroCAN通信協(xié)議58-61
• 5.3.1 MicroCAN數(shù)據(jù)格式定義58-60
• 5.3.2 數(shù)據(jù)通訊流程60-61
• 5.4 中心控制器軟件設(shè)計(jì)61-65
• 5.4.1 中心控制模塊軟件設(shè)計(jì)61-63
• 5.4.2 I/O控制模塊軟件設(shè)計(jì)63-64
• 5.4.3 通訊轉(zhuǎn)接模塊軟件設(shè)計(jì)64-65
• 5.5 人機(jī)交互模塊設(shè)計(jì)65-68
• 5.6 本章小結(jié)68-70
• 第六章 實(shí)驗(yàn)分析及系統(tǒng)應(yīng)用70-76
• 6.1 自動(dòng)控制算法測(cè)試70-73
• 6.2 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境實(shí)驗(yàn)73-75
• 6.3 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)75
• 6.4 系統(tǒng)應(yīng)用情況75
• 6.5 本章小結(jié)75-76
• 第七章 總結(jié)與展望76-80
• 7.1 總結(jié)76-77
• 7.2 展望77-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 攻讀碩士期間承擔(dān)的科研任務(wù)及主要成果84

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1113334