船舶主機(jī)遙控的邏輯控制和轉(zhuǎn)速的遺傳算法PID控制.pdf

1、本論文來源于上海市教委重點(diǎn)課題：船舶主柴油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)建模與仿真研究，介紹了船舶主機(jī)遙控及仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能以及發(fā)展過程，提出了利用SoC單片機(jī)C8051F020為主進(jìn)行主機(jī)遙控及仿真系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)。在充分利用單片機(jī)內(nèi)在資源的情況下，結(jié)合HD7279A等接口芯片以簡單的方式完成了仿真系統(tǒng)控制臺(tái)的模擬面板上LED指示，控制按鍵，車鐘，模擬儀表等大量的數(shù)字和模擬量的輸入輸出電路。同時(shí)提供了按鍵和LCD液晶來構(gòu)成人機(jī)交互，完成控制系統(tǒng)參

2、數(shù)的設(shè)定和顯示。 根據(jù)SoC單片機(jī)完善的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出了利用單片機(jī)硬件中斷和軟件中斷來實(shí)現(xiàn)程序的多任務(wù)并行運(yùn)行，完成模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的采集，處理和控制，來進(jìn)行主機(jī)遙控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)仿真。同時(shí)，單片機(jī)通過RS232串口和PC機(jī)通訊，將采集的信號(hào)和PC機(jī)的操作命令進(jìn)行交換，共同構(gòu)成完整的仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 本文介紹了微軟公司提出的用于軟件設(shè)計(jì)的.NET框架的內(nèi)容和作用，并采用微軟公司的Visual Basic.NET語言和Visu

3、al Studio.NET 2005的編程環(huán)境，設(shè)計(jì)了詳細(xì)的用戶仿真界面。同時(shí)用基于面對對象的方法設(shè)計(jì)了船舶的邏輯程序控制，包括換向邏輯控制、起動(dòng)與制動(dòng)邏輯控制、重復(fù)起動(dòng)程序控制、重起動(dòng)邏輯控制、慢轉(zhuǎn)起動(dòng)邏輯控制。 本文還研究了主機(jī)的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，包括程序加減速，轉(zhuǎn)速限制，轉(zhuǎn)速與負(fù)荷控制，負(fù)荷限制，主機(jī)的模型和常規(guī)PID控制方法。由于在實(shí)船上常規(guī)PID控制得到了廣泛的應(yīng)用，而難點(diǎn)在于PID參數(shù)的整定，本文研究了PID參數(shù)自適應(yīng)的

4、方法，并運(yùn)用遺傳算法來進(jìn)行PID參數(shù)的自整定，通過MATLAB仿真，證實(shí)了遺傳算法不依賴于被控制對象的模型，特別在對復(fù)雜系統(tǒng)的PID參數(shù)整定上可以替代專家系統(tǒng)完成一部分的功能，在實(shí)際中具有一定的優(yōu)越性。在實(shí)際的模擬器的程序運(yùn)行，采用MATLAB和Visual Basic.NET混合編程，在Visual Basic.NET的程序中調(diào)用MATLAB算法，完成整個(gè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)可靠的軟件運(yùn)行。 根據(jù)本文設(shè)計(jì)的船舶主機(jī)遙控仿真系統(tǒng)將運(yùn)用在上海