航跡航向自動(dòng)操舵儀的硬件及驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì).pdf

1、船舶操縱的自動(dòng)舵是船舶系統(tǒng)中不可缺少的重要設(shè)備，隨著航行安全及營運(yùn)需求業(yè)務(wù)的增長，人們對(duì)自動(dòng)舵的要求也日益提高。特別是GPS等先進(jìn)導(dǎo)航設(shè)備在船舶上裝備，人們開始不局限于設(shè)計(jì)精確的航向控制自動(dòng)舵，還要設(shè)計(jì)出將船舶控制在給定計(jì)劃航線上的自動(dòng)舵。國外市場上有多種成熟的航向舵、航跡舵產(chǎn)品，但控制方法大多為比較成熟的自適應(yīng)控制，近幾年發(fā)展起來的智能控制及其它近代控制在自動(dòng)舵上應(yīng)用處于方案可行性論證階段。國內(nèi)的研究成果基本上都處于理論仿真階段，還沒

2、有形成過硬的產(chǎn)品。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是由于在船舶航行的惡劣環(huán)境下，航跡航向自動(dòng)舵可靠性上一直存在的問題沒有解決。 本課題的提出就是為了解決航海過程中航跡航向自動(dòng)操舵的問題。為了提高自動(dòng)舵系統(tǒng)的可靠性，本設(shè)計(jì)在硬件上采用了三機(jī)表決的設(shè)計(jì)方案。通過硬件的冗余，使其最大限度解決由于環(huán)境因素造成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不能可靠運(yùn)行的問題。 本文詳細(xì)介紹了航跡航向自動(dòng)舵系統(tǒng)的硬件及驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)過程，其中包括主控制模板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，根據(jù)需求，

3、用單片機(jī)89C51完成系統(tǒng)的整體控制；通信模板設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)與主控制板和其它航海設(shè)備(VDR、GPS、計(jì)程儀、氣象儀、組合導(dǎo)航、電羅經(jīng))之間的通信；開關(guān)量輸入板設(shè)計(jì)，完成對(duì)外部信號(hào)(報(bào)警信號(hào)、航行條件選擇及算法選擇)的接收；開關(guān)量輸出板的設(shè)計(jì)，通過表決結(jié)果實(shí)現(xiàn)對(duì)舵機(jī)的控制以及報(bào)警信號(hào)的輸出；面板控制板的設(shè)計(jì)，主要完成人際交互界面的設(shè)計(jì)，其中有航海參數(shù)的顯示、各設(shè)備狀態(tài)的顯示以及航行條件和算法選擇的顯示。A/D板的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)舵機(jī)信號(hào)和磁羅經(jīng)