浮體艏向控制系統(tǒng)研究.pdf

1、本文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目，基于模糊控制技術(shù)，進(jìn)行單點(diǎn)系錨情況下的浮體艏向控制技術(shù)研究。浮體采用船外機(jī)作為動(dòng)力系統(tǒng)，增設(shè)了一個(gè)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，使船外機(jī)能在水平面180度范圍內(nèi)產(chǎn)生推力，控制浮體的運(yùn)動(dòng)，使船外機(jī)具有類似Z型推進(jìn)器的功能。 首先設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)采用分層結(jié)構(gòu)，上位計(jì)算機(jī)為通用PC機(jī)，負(fù)責(zé)顯示人機(jī)操作界面；下位機(jī)為浮體控制系統(tǒng)，以DSP為主控器，模擬人對(duì)船外機(jī)的油門(mén)及檔位進(jìn)行操作，控制浮體的運(yùn)動(dòng)。上下系統(tǒng)間采用數(shù)傳電臺(tái)作為

2、無(wú)線通信裝置。 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種工作模式，手動(dòng)模式下浮體控制系統(tǒng)接收上位計(jì)算機(jī)發(fā)送的指令，執(zhí)行指令規(guī)定的動(dòng)作或反饋系統(tǒng)的狀態(tài)信息。自動(dòng)模式下浮體控制系統(tǒng)根據(jù)采集的位置姿態(tài)信息，與上位計(jì)算機(jī)設(shè)定的艏向進(jìn)行比較得出偏差及偏差變化率，根據(jù)設(shè)計(jì)的模糊控制算法，查表輸出相應(yīng)的控制量，控制浮體的運(yùn)動(dòng)。 浮體控制系統(tǒng)以TMS320F2812為主控器，擴(kuò)展了256K的SRAM，并采用2片TL16C554芯片擴(kuò)展了8個(gè)串口

3、，以滿足系統(tǒng)多串口通信的需要。設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的信號(hào)采集處理電路，用于采集系統(tǒng)的位置姿態(tài)信息及各種狀態(tài)信息，并反饋到上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示，以便操作員參考，或者作為自動(dòng)控制模式的輸入，用于產(chǎn)生控制信息。 采用查表法設(shè)計(jì)了浮體艏向控制的模糊控制器，以浮體艏向的偏差及偏差變化率作為輸入，根據(jù)模型實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)的控制經(jīng)驗(yàn)設(shè)置系統(tǒng)的模糊控制規(guī)則，輸出船外機(jī)的油門(mén)和轉(zhuǎn)向控制信息，控制浮體的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)浮體艏向自動(dòng)保持。 最后，編寫(xiě)了