基于ARM的船舶自動(dòng)舵測(cè)試系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以船舶為載體的航運(yùn)行業(yè)的優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯出來(lái)。對(duì)于船舶來(lái)說，自動(dòng)操舵儀是進(jìn)行航向控制的關(guān)鍵性設(shè)備，它性能的好與壞會(huì)直接影響到船舶是否能夠安全、高效、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。然而，在裝載到船舶之前，自動(dòng)操舵儀由于得不到輸入、輸出信號(hào)，而無(wú)法進(jìn)行正常的功能測(cè)試，這使得對(duì)于自動(dòng)操舵儀的研制、升級(jí)以及檢修面臨很大困難，為此，本文結(jié)合實(shí)際自動(dòng)舵以及嵌入式系統(tǒng)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套基于ARM的船舶自動(dòng)舵測(cè)試系統(tǒng)。
　　首先，根據(jù)船舶控制系統(tǒng)的

2、工作原理，本文對(duì)船舶自動(dòng)舵測(cè)試系統(tǒng)的整體硬件框架進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過PLC與步進(jìn)電機(jī)來(lái)代替實(shí)船中復(fù)雜的液壓舵機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生舵角，采用ARM嵌入式系統(tǒng)裝載船舶數(shù)學(xué)模型模擬實(shí)船的運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生航向數(shù)據(jù)以及處理舵角數(shù)據(jù)，自動(dòng)操舵儀則選用可在實(shí)船中使用的真實(shí)自動(dòng)操舵儀，再通過各個(gè)硬件的特性，將設(shè)備之間進(jìn)行電氣連接，使整個(gè)硬件系統(tǒng)組成完整的閉環(huán)。
　　然后，作者在Qt環(huán)境中為ARM設(shè)計(jì)了一套基于ARM的船舶自動(dòng)舵測(cè)試軟件。首先在Matlab中建立了船舶

3、數(shù)學(xué)模型，之后通過Matlab Coder將其轉(zhuǎn)化為C文件;同時(shí)，設(shè)計(jì)了可對(duì)舵機(jī)轉(zhuǎn)速、航速以及運(yùn)行環(huán)境等進(jìn)行設(shè)置的參數(shù)設(shè)置界面，為船舶模型載入運(yùn)行參數(shù);還設(shè)計(jì)了圖形顯示界面用于顯示模擬船舶運(yùn)動(dòng)時(shí)的航跡、航向以及舵角數(shù)據(jù)，期間解析了IEC61162通信協(xié)議，為自動(dòng)舵與ARM板間通信建立了協(xié)議基礎(chǔ)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)舵的遠(yuǎn)程測(cè)試，還在手機(jī)中設(shè)計(jì)了一套測(cè)試軟件，也包含參數(shù)設(shè)置以及圖形顯示界面，并將Wi-Fi模塊接入ARM板，通過UDP協(xié)議，使其在