船舶操舵儀仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本課題以遠(yuǎn)洋船舶的典型航向控制器為研究對(duì)象，研制了以西門子S7—200PLC為控制核心，結(jié)合PC機(jī)進(jìn)行聯(lián)合控制、監(jiān)控與記錄的新一代船舶航向控制仿真器。該仿真器滿足IM0和中國(guó)海事局的各項(xiàng)要求，滿足各遠(yuǎn)洋船舶公司未來(lái)船舶駕駛急需人才的培養(yǎng)與知識(shí)更新要求。 本文首先介紹了船舶航向控制器組成及其特點(diǎn)，根據(jù)其工作過程特點(diǎn)和操作要求，分析了船舶運(yùn)動(dòng)和舵機(jī)系統(tǒng)等典型控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，全面建立了船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型、舵機(jī)系統(tǒng)模型，并根據(jù)操作員的

2、選擇可相應(yīng)修改船舶運(yùn)動(dòng)模型的參數(shù)，模擬船舶在不同船型、不同狀態(tài)下的不同的操作性能。 在已建立的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，作者使用Matlab/Simulink實(shí)時(shí)仿真工具，建立了相應(yīng)的仿真模型，并將各個(gè)子模塊連接起來(lái)構(gòu)成整個(gè)船舶航向控制器仿真模型，通過設(shè)置合理的仿真參數(shù)和合適的算法，進(jìn)行了實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)仿真試驗(yàn)。根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)一步設(shè)計(jì)了一套基于“實(shí)物+硬件模擬系統(tǒng)+軟件模擬系統(tǒng)”混合仿真方式的船舶航向控制器實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，提出了整個(gè)仿

3、真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和方法，敘述了其結(jié)構(gòu)組成和功能。PLC控制程序用STEP7 Micro/WIN V4.0編程軟件編寫，仿真軟件用C＃.NET2003實(shí)現(xiàn)。仿真系統(tǒng)利用SQL SERVER2000數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)記錄操舵人員的操作和船舶航向軌跡。PLC與PC機(jī)之間由S7-200 PCAccess通過接口電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。 仿真系統(tǒng)提供了多元化操舵培訓(xùn)方式，以提高訓(xùn)練的便利性。PC機(jī)既可以作為單獨(dú)的操舵訓(xùn)練系統(tǒng)，通過軟界面進(jìn)行操舵訓(xùn)練