基于ARM的船舶自動舵測試系統(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行業(yè)的優(yōu)勢逐漸凸顯出來。對于船舶來說，自動操舵儀是進(jìn)行航向控制的關(guān)鍵性設(shè)備，它性能的好與壞會直接影響到船舶是否能夠安全、高效、經(jīng)濟(jì)的運行。然而，在裝載到船舶之前，自動操舵儀由于得不到輸入、輸出信號，而無法進(jìn)行正常的功能測試，這使得對于自動操舵儀的研制、升級以及檢修面臨很大困難，為此，本文結(jié)合實際自動舵以及嵌入式系統(tǒng)，設(shè)計并實現(xiàn)了一套基于ARM的船舶自動舵測試系統(tǒng)。
　　首先，根據(jù)船舶控制系統(tǒng)的

2、工作原理，本文對船舶自動舵測試系統(tǒng)的整體硬件框架進(jìn)行了設(shè)計。通過PLC與步進(jìn)電機(jī)來代替實船中復(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)模型模擬實船的運動，產(chǎn)生航向數(shù)據(jù)以及處理舵角數(shù)據(jù)，自動操舵儀則選用可在實船中使用的真實自動操舵儀，再通過各個硬件的特性，將設(shè)備之間進(jìn)行電氣連接，使整個硬件系統(tǒng)組成完整的閉環(huán)。
　　然后，作者在Qt環(huán)境中為ARM設(shè)計了一套基于ARM的船舶自動舵測試軟件。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，設(shè)計了可對舵機(jī)轉(zhuǎn)速、航速以及運行環(huán)境等進(jìn)行設(shè)置的參數(shù)設(shè)置界面，為船舶模型載入運行參數(shù);還設(shè)計了圖形顯示界面用于顯示模擬船舶運動時的航跡、航向以及舵角數(shù)據(jù)，期間解析了IEC61162通信協(xié)議，為自動舵與ARM板間通信建立了協(xié)議基礎(chǔ)。為了實現(xiàn)對自動舵的遠(yuǎn)程測試，還在手機(jī)中設(shè)計了一套測試軟件，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