基于ARM的減搖鰭智能控制器的研究.pdf

1、減搖鰭是船舶與海洋工程中的一種重要系統(tǒng)，目前已在多種船舶中廣泛應(yīng)用。減搖鰭對(duì)于提高船舶耐波性，增加船舶使用壽命，改善設(shè)備與人員的工作條件，提高艦艇的戰(zhàn)斗力具有重要作用。減小船舶橫搖是目前船舶運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的重要課題之一。本文以船舶減搖鰭系統(tǒng)作為研究對(duì)象，重點(diǎn)講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案。 減搖鰭系統(tǒng)目前大多采用基于力矩對(duì)抗原理的PID控制器?？刂破鞯男阅軐?duì)船舶自然橫搖周期和無(wú)因次橫搖衰減系數(shù)有著很大的依賴關(guān)

2、系。由于船舶橫搖運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性、非線性、時(shí)變性和海況的不確定性，經(jīng)典PID控制難以獲得滿意的控制效果。采用先進(jìn)的控制策略是解決這一問(wèn)題的有效方法。本論文將模糊控制與PID控制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了無(wú)須精確的對(duì)象模型，只須將操作人員和專家長(zhǎng)期實(shí)踐積累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)用控制規(guī)則模型化，然后用模糊推理在線辨識(shí)對(duì)象特征參數(shù)，便可對(duì)PID參數(shù)實(shí)現(xiàn)自整定。另外，浪級(jí)調(diào)節(jié)器做為減搖鰭控制器的一個(gè)重要組成部分，本論文也對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，提出了一種基于海浪譜估計(jì)的浪級(jí)

3、調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)方法，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)浪級(jí)調(diào)節(jié)器不能充分利用海浪信息的不足。 目前大多數(shù)的減搖鰭控制器使用單片機(jī)作為主處理器或者以工控機(jī)為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)而來(lái)的，前者集成度不高，穩(wěn)定性也不好，而后者成本較高。因此，本課題設(shè)計(jì)了一款新型的基于ARM處理器的減搖鰭控制器，解決了上述問(wèn)題。該系統(tǒng)主要由硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)兩部分組成。硬件平臺(tái)主要包括基于飛利浦公司的LPC2214的控制器核心電路和輔助實(shí)現(xiàn)控制的驅(qū)動(dòng)電路；軟件平臺(tái)主要是基于ARM的軟件，包括