船舶操舵儀仿真系統(tǒng)設計與實現.pdf

1、本課題以遠洋船舶的典型航向控制器為研究對象，研制了以西門子S7—200PLC為控制核心，結合PC機進行聯合控制、監(jiān)控與記錄的新一代船舶航向控制仿真器。該仿真器滿足IM0和中國海事局的各項要求，滿足各遠洋船舶公司未來船舶駕駛急需人才的培養(yǎng)與知識更新要求。 本文首先介紹了船舶航向控制器組成及其特點，根據其工作過程特點和操作要求，分析了船舶運動和舵機系統(tǒng)等典型控制系統(tǒng)的動態(tài)特性，全面建立了船舶運動數學模型、舵機系統(tǒng)模型，并根據操作員的

2、選擇可相應修改船舶運動模型的參數，模擬船舶在不同船型、不同狀態(tài)下的不同的操作性能。 在已建立的動態(tài)數學模型基礎上，作者使用Matlab/Simulink實時仿真工具，建立了相應的仿真模型，并將各個子模塊連接起來構成整個船舶航向控制器仿真模型，通過設置合理的仿真參數和合適的算法，進行了實時計算機仿真試驗。根據仿真實驗結果，進一步設計了一套基于“實物+硬件模擬系統(tǒng)+軟件模擬系統(tǒng)”混合仿真方式的船舶航向控制器實時仿真系統(tǒng)，提出了整個仿

3、真系統(tǒng)的設計思想和方法，敘述了其結構組成和功能。PLC控制程序用STEP7 Micro/WIN V4.0編程軟件編寫，仿真軟件用C＃.NET2003實現。仿真系統(tǒng)利用SQL SERVER2000數據庫管理系統(tǒng)記錄操舵人員的操作和船舶航向軌跡。PLC與PC機之間由S7-200 PCAccess通過接口電纜進行數據傳遞。 仿真系統(tǒng)提供了多元化操舵培訓方式，以提高訓練的便利性。PC機既可以作為單獨的操舵訓練系統(tǒng)，通過軟界面進行操舵訓練