船載無線激光通信系統(tǒng)模擬運動平臺的研制.pdf

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

2、線性化并去耦合，把運動微分方程組簡化成六個相互獨立的線性微分方程。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動的數(shù)學模型。在波浪運動已知的情況下，利用該模型計算出船舶搖蕩運動的幅度值。該數(shù)學模型是本課題搭建模擬運動平臺，設計控制程序的基礎。
　　 本文所研制的模擬運動平臺系統(tǒng)由控制程序、運動控制器和模擬運動平臺三部分組成?？刂瞥绦虿捎肰B語言進行開發(fā)，包括船舶運動原理的計算、串口通信功能和人機交互界面設計三部分

3、。運動控制器負責利用RS232通信協(xié)議，把運動指令轉(zhuǎn)換為運動平臺的位置信號，傳送給運動平臺。模擬運動平臺則依據(jù)該位置信號，執(zhí)行相應的命令，完成運動模擬。
　　 本文最后分別在頻域和時域內(nèi)對該模擬運動平臺的仿真結(jié)果進行分析。頻域內(nèi)該模擬平臺的波浪譜和船舶搖蕩運動譜的特性與理論一致。時域內(nèi)該模擬運動平臺的波浪和船舶搖蕩運動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)果表明該運動平臺可以完成對船舶在波浪中運動的模擬，為