航跡航向自動操舵儀的硬件及驅動程序設計.pdf

1、船舶操縱的自動舵是船舶系統中不可缺少的重要設備，隨著航行安全及營運需求業(yè)務的增長，人們對自動舵的要求也日益提高。特別是GPS等先進導航設備在船舶上裝備，人們開始不局限于設計精確的航向控制自動舵，還要設計出將船舶控制在給定計劃航線上的自動舵。國外市場上有多種成熟的航向舵、航跡舵產品，但控制方法大多為比較成熟的自適應控制，近幾年發(fā)展起來的智能控制及其它近代控制在自動舵上應用處于方案可行性論證階段。國內的研究成果基本上都處于理論仿真階段，還沒

2、有形成過硬的產品。導致這種現象的出現是由于在船舶航行的惡劣環(huán)境下，航跡航向自動舵可靠性上一直存在的問題沒有解決。 本課題的提出就是為了解決航海過程中航跡航向自動操舵的問題。為了提高自動舵系統的可靠性，本設計在硬件上采用了三機表決的設計方案。通過硬件的冗余，使其最大限度解決由于環(huán)境因素造成的計算機系統不能可靠運行的問題。 本文詳細介紹了航跡航向自動舵系統的硬件及驅動程序的設計過程，其中包括主控制模板的設計與實現，根據需求，

3、用單片機89C51完成系統的整體控制；通信模板設計，實現與主控制板和其它航海設備(VDR、GPS、計程儀、氣象儀、組合導航、電羅經)之間的通信；開關量輸入板設計，完成對外部信號(報警信號、航行條件選擇及算法選擇)的接收；開關量輸出板的設計，通過表決結果實現對舵機的控制以及報警信號的輸出；面板控制板的設計，主要完成人際交互界面的設計，其中有航海參數的顯示、各設備狀態(tài)的顯示以及航行條件和算法選擇的顯示。A/D板的設計，實現對舵機信號和磁羅經