基于ARM+DSP嵌入式仿真平臺的柴油主機(jī)建模研究.pdf

1、本課題源于交通部重點投資“多模式機(jī)艙模擬器”實驗室建設(shè)的子項目。該子項目構(gòu)筑了一個由主機(jī)氣控操作圖示管理系統(tǒng)和模擬螺旋槳組成的“半實物在環(huán)(Hardware-in-the-loop，HIL)”仿真模型，形式上既可以與SMSC-2000大型輪機(jī)模擬器聯(lián)網(wǎng)，也能自成系統(tǒng)進(jìn)行實時仿真。該子項目在天津理工大學(xué)、浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院以及多個航海培訓(xùn)中心得到推廣應(yīng)用，研究生攻讀期間本人參與了該主機(jī)半實物在環(huán)仿真模型的研究，氣控操作部件的故障模擬和訓(xùn)

2、練軟件的開發(fā)。 項目建設(shè)的在線閉環(huán)仿真系統(tǒng)由工控機(jī)、主機(jī)氣控屏圖示系統(tǒng)、電子調(diào)速系統(tǒng)、集中控制臺及駕駛室操縱臺等組成。本課題研究的重要工作之一就是建立柴油主機(jī)的數(shù)學(xué)模型。論文通過對常用的柴油機(jī)動態(tài)過程建模方法的分析，在準(zhǔn)穩(wěn)定法和模塊化方法相結(jié)合的基礎(chǔ)上，建立數(shù)學(xué)模型、PID控制模型和風(fēng)浪擾動模型，并利用MATL,AB／Simulink編輯柴油主機(jī)模型，然后參照實船的特性曲線校核修正模型。 船舶仿真系統(tǒng)中，一般采用工控PC

3、機(jī)作為仿真計算機(jī)，但是工控PC機(jī)在提高實時性和精確度方面受到很大約束。為此，本交通部重點實驗室兩年前在提升仿真平臺技術(shù)方面開展了實質(zhì)性的研究，建立了ARM+DSP嵌入式仿真平臺、移植了LtC／OS-Ⅱ。目前，配合仿真平臺基礎(chǔ)性研究，對自行研制的ARM+DSP雙核嵌入式仿真系統(tǒng)，進(jìn)行了綜合評估和測試。本課題重要工作之二，是綜合使用了MATLAB、CCS等軟件工具，將MATLAB／Simulink建立的柴油機(jī)模型通過RTW工具轉(zhuǎn)化成本項目所

4、需的C語言，接著在CCS編譯環(huán)境下對轉(zhuǎn)化的C代碼進(jìn)行改寫及編譯，最后把柴油主機(jī)程序移植到ARM+DSP嵌入式仿真平臺，進(jìn)行實用性評估。 在仿真技術(shù)提升的研究期間，本課題得到了上海市教委科技項目“多模式船舶機(jī)艙過程控制仿真及系統(tǒng)性能評價”(編號：03IKl4)和交通部通達(dá)計劃“嵌入式仿真系統(tǒng)在船舶中應(yīng)用基礎(chǔ)研究”項目(編號：200432981007)的資助，并且“柴油機(jī)主機(jī)嵌入式仿真系統(tǒng)”和“嵌入式實時仿真平臺”已經(jīng)申請國家專利并