| 【中文题名】 | 船舶遥控驾驶操纵仿真系统的设计与实现 |
| 【英文题名】 | Design and Implementation of the Simulation System for Ship Remote Manoeuvring |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-6-4 |
| 【中关键词】 | 船舶运动,遥控驾驶,仿真系统,视频监控,模糊自整定PID, |
| 【英关键词】 | Ship Motion,Remote Manoeuvring,Simulation System,Video Monitor,Fuzzy Parameters self-tuning PID, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>远动技术>远动化系统>远距离控制和信号、远距离控制和信号系统> |
| 【论文摘要】 | 近年来船舶自动化、机电伺服机构和无线通信技术的飞速发展，使得船舶遥控驾驶在技术和实现上成为可能。本文以将民用大型船舶改造为大型海上移动目标船为背景展开研究，设计并实现了船舶遥控驾驶操纵仿真系统。在此仿真系统上，作者也对船舶运动智能控制算法进行了研究。
本文以船舶航向—主机综合智能控制仿真系统为基础，设计了船舶遥控驾驶操纵仿真系统。系统共分为八个部分，通过调度服务器对各个分布式仿真系统之间的关系进行统一调度。仿真系统设计有三种控制模式，分别为控制台模式、软盘台控制模式以及远程遥控模式等。
按实船遥控要求完成了船舶航向与主机主要控制参数监控系统的设计，模拟实船驾控台设计研制生成了驾控台硬件系统，并在此基础上设计编制出驾控台上位机软件。为使岸站以及指挥船能实时观测遥控船运动情况，设计了远程视频监控系统，可实现船舶运动与主动力装置主要参数的远程观测，还可以通过远程视频图像观察机舱以及驾驶室的实际情况。
在本系统所实现的仿真平台上，论文也对船舶运动智能控制进行了研究。以大型集装箱船舶为例，根据5446 TEU集装箱船实船数据，建立了响应型船舶运动非线性数学模型。并将模糊控制与传... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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Abstract |
6-10 |
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第1章 绪论 |
10-12 |
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1.1 课题背景以及意义 |
10 |
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1.2 本文完成的主要工作 |
10-12 |
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第2章 船舶遥控驾驶操纵仿真系统的总体设计 |
12-20 |
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2.1 仿真系统总体结构 |
12-14 |
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2.1.1 仿真系统的硬件组成 |
12-13 |
|
2.1.2 仿真系统的网络结构 |
13-14 |
|
2.2 仿真系统采用的关键技术 |
14-16 |
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2.2.1 分布式仿真系统 |
14-15 |
|
2.2.2 基于DCOM的群组通讯 |
15 |
|
2.2.3 系统调度服务器 |
15-16 |
|
2.2.4 基于IP组播技术的视频通讯 |
16 |
|
2.3 各仿真子系统 |
16-19 |
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2.3.1 船舶航向与主机主要控制参数监控系统 |
16-17 |
|
2.3.2 驾驶室视频监视系统 |
17 |
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2.3.3 远程指挥控制仿真系统 |
17 |
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2.3.4 船舶航向-主机综合智能控制虚拟现实仿真系统 |
17-19 |
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2.4 本章小结 |
19-20 |
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第3章 船舶航向与主机主要控制参数监控系统设计 |
20-36 |
|
3.1 系统功能与结构 |
20 |
|
3.2 系统硬件的设计与实现 |
20-26 |
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3.2.1 数据采集控制卡功能介绍 |
21 |
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3.2.2 数据采集控制卡资源分配 |
21-22 |
|
3.2.3 车钟工作原理以及接口电路 |
22-23 |
|
3.2.4 步进电机工作原理以及接口电路 |
23-26 |
|
3.2.5 操舵仪工作原理以及接口电路 |
26 |
|
3.3 系统软件的设计与实现 |
26-35 |
|
3.3.1 设计思路 |
27 |
|
3.3.2 实现过程 |
27-35 |
|
3.4 本章小结 |
35-36 |
|
第4章 船舶远程视频监控系统的设计与实现 |
36-54 |
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4.1 远程视频监控系统的发展状况 |
36-37 |
|
4.1.1 模拟视频监控系统 |
36 |
|
4.1.2 数字视频监控系统 |
36-37 |
|
4.1.3 视频监控系统的现状和发展趋势 |
37 |
|
4.2 船舶机舱驾驶室视频监控系统 |
37-39 |
|
4.2.1 视频监控系统结构 |
37-38 |
|
4.2.2 视频监控系统的硬件配置 |
38-39 |
|
4.3 H.264视频压缩标准 |
39-40 |
|
4.4 驾驶室视频监控软件的设计与实现 |
40-47 |
|
4.4.1 实现功能 |
40-41 |
|
4.4.2 设计思路 |
41-43 |
|
4.4.3 软件实现 |
43-47 |
|
4.5 远程指挥控制中心监控软件的设计与实现 |
47-52 |
|
4.5.1 远程视频监控软件的设计与实现 |
49 |
|
4.5.2 远程船舶运动主要控制参数设定软件的设计与实现 |
49-52 |
|
4.5.3 远程船舶航向与主机主要参数监视软件的设计与实现 |
52 |
|
4.6 本章小结 |
52-54 |
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第5章 大型集装箱船舶运动智能控制及仿真 |
54-66 |
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5.1 5446TEU集装箱船舶运动数学模型 |
54-59 |
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5.1.1 响应型船舶运动非线性数学模型 |
55-57 |
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5.1.2 5446TEU集装箱船舶运动数学模型参数的计算与仿真 |
57-59 |
|
5.2 模糊自整定PID控制器在船舶运动控制中的应用 |
59-65 |
|
5.2.1 船舶航向模糊自整定PID控制系统结构 |
59-60 |
|
5.2.2 船舶航向模糊自整定PID控制器的设计 |
60-64 |
|
5.2.3 模糊自整定PID控制器在系统中的应用 |
64-65 |
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5.3 本章小结 |
65-66 |
|
结论 |
66-68 |
|
参考文献 |
68-72 |
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攻读学位期间公开发表论文 |
72-73 |
|
致谢 |
73-74 |
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研究生履历 |
74 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.389583 |
