船載無線激光通信系統(tǒng)模擬運(yùn)動(dòng)平臺的研制.pdf

1、本課題以項(xiàng)目“船載無線激光通信系統(tǒng)”為應(yīng)用背景，建立船舶運(yùn)動(dòng)的線性系統(tǒng)模型，研制了用以模擬船舶運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平臺。該模擬運(yùn)動(dòng)平臺可以再現(xiàn)船舶在波浪中的各種搖蕩運(yùn)動(dòng)，為無線激光通信系統(tǒng)提供逼真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。用模擬運(yùn)動(dòng)平臺在實(shí)驗(yàn)室做模擬實(shí)驗(yàn)具有節(jié)能、安全、可控、無破壞、成本低、易操作等優(yōu)點(diǎn)，對船舶運(yùn)動(dòng)模擬研究具有重要的理論研究意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　 本文通過對船舶運(yùn)動(dòng)進(jìn)行受力分析，得到船舶運(yùn)動(dòng)微分方程組。通過設(shè)定的條件，在小振幅條件下

2、線性化并去耦合，把運(yùn)動(dòng)微分方程組簡化成六個(gè)相互獨(dú)立的線性微分方程。采用信號與系統(tǒng)的理論分析該線性微分方程，建立波浪與船舶搖蕩運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型。在波浪運(yùn)動(dòng)已知的情況下，利用該模型計(jì)算出船舶搖蕩運(yùn)動(dòng)的幅度值。該數(shù)學(xué)模型是本課題搭建模擬運(yùn)動(dòng)平臺，設(shè)計(jì)控制程序的基礎(chǔ)。
　　 本文所研制的模擬運(yùn)動(dòng)平臺系統(tǒng)由控制程序、運(yùn)動(dòng)控制器和模擬運(yùn)動(dòng)平臺三部分組成?？刂瞥绦虿捎肰B語言進(jìn)行開發(fā)，包括船舶運(yùn)動(dòng)原理的計(jì)算、串口通信功能和人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)三部分

3、。運(yùn)動(dòng)控制器負(fù)責(zé)利用RS232通信協(xié)議，把運(yùn)動(dòng)指令轉(zhuǎn)換為運(yùn)動(dòng)平臺的位置信號，傳送給運(yùn)動(dòng)平臺。模擬運(yùn)動(dòng)平臺則依據(jù)該位置信號，執(zhí)行相應(yīng)的命令，完成運(yùn)動(dòng)模擬。
　　 本文最后分別在頻域和時(shí)域內(nèi)對該模擬運(yùn)動(dòng)平臺的仿真結(jié)果進(jìn)行分析。頻域內(nèi)該模擬平臺的波浪譜和船舶搖蕩運(yùn)動(dòng)譜的特性與理論一致。時(shí)域內(nèi)該模擬運(yùn)動(dòng)平臺的波浪和船舶搖蕩運(yùn)動(dòng)平均幅度值及周期與理論值基本一致，誤差在允許范圍之內(nèi)。仿真結(jié)果表明該運(yùn)動(dòng)平臺可以完成對船舶在波浪中運(yùn)動(dòng)的模擬，為