船舶主機遙控的邏輯控制和轉(zhuǎn)速的遺傳算法PID控制.pdf

1、本論文來源于上海市教委重點課題：船舶主柴油機自動控制系統(tǒng)建模與仿真研究，介紹了船舶主機遙控及仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能以及發(fā)展過程，提出了利用SoC單片機C8051F020為主進行主機遙控及仿真系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計。在充分利用單片機內(nèi)在資源的情況下，結(jié)合HD7279A等接口芯片以簡單的方式完成了仿真系統(tǒng)控制臺的模擬面板上LED指示，控制按鍵，車鐘，模擬儀表等大量的數(shù)字和模擬量的輸入輸出電路。同時提供了按鍵和LCD液晶來構(gòu)成人機交互，完成控制系統(tǒng)參

2、數(shù)的設(shè)定和顯示。 根據(jù)SoC單片機完善的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出了利用單片機硬件中斷和軟件中斷來實現(xiàn)程序的多任務(wù)并行運行，完成模擬信號和數(shù)字信號的采集，處理和控制，來進行主機遙控系統(tǒng)的實時仿真。同時，單片機通過RS232串口和PC機通訊，將采集的信號和PC機的操作命令進行交換，共同構(gòu)成完整的仿真系統(tǒng)設(shè)計。 本文介紹了微軟公司提出的用于軟件設(shè)計的.NET框架的內(nèi)容和作用，并采用微軟公司的Visual Basic.NET語言和Visu

3、al Studio.NET 2005的編程環(huán)境，設(shè)計了詳細的用戶仿真界面。同時用基于面對對象的方法設(shè)計了船舶的邏輯程序控制，包括換向邏輯控制、起動與制動邏輯控制、重復(fù)起動程序控制、重起動邏輯控制、慢轉(zhuǎn)起動邏輯控制。 本文還研究了主機的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，包括程序加減速，轉(zhuǎn)速限制，轉(zhuǎn)速與負荷控制，負荷限制，主機的模型和常規(guī)PID控制方法。由于在實船上常規(guī)PID控制得到了廣泛的應(yīng)用，而難點在于PID參數(shù)的整定，本文研究了PID參數(shù)自適應(yīng)的

4、方法，并運用遺傳算法來進行PID參數(shù)的自整定，通過MATLAB仿真，證實了遺傳算法不依賴于被控制對象的模型，特別在對復(fù)雜系統(tǒng)的PID參數(shù)整定上可以替代專家系統(tǒng)完成一部分的功能，在實際中具有一定的優(yōu)越性。在實際的模擬器的程序運行，采用MATLAB和Visual Basic.NET混合編程，在Visual Basic.NET的程序中調(diào)用MATLAB算法，完成整個系統(tǒng)實時可靠的軟件運行。 根據(jù)本文設(shè)計的船舶主機遙控仿真系統(tǒng)將運用在上海