基于ADRC的调距桨伺服控制系统设计

船舶调距桨推进系统具有典型的非线性和不确定性,以及柴油机、推进轴系和螺旋桨三者的强耦合性,并受到其执行能力的约束以及风、浪、流等的干扰,使得调距桨伺服控制系统的设计非常困难。本文建立了基于自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)的调距桨伺服控制系统数学模型,对自抗扰控制器的原理及参数整定进行了分析,采用Matlab/Simulink完成仿真程序的设计和研究,ADRC螺距控制与传统的PID螺距控制相比,具有良好的鲁棒性和稳定性,尤其在抗扰性能方面具有良好的控制效果。     

嵌入式油船排油监控系统的设计

以基于ARM Cortex^(TM)-M3内核的STM32F107VCT6微处理器为硬件平台,将μC/OS-II嵌入式实时操作系统移植到微处理器之上,搭建了系统软件开发平台,开发出排油监控系统控制器,集数据采集、GPS定位、分析计算、指令执行、数据存储、记录打印等功能于一体。给出了控制单元具体的软硬件实现方法,在.Net开发环境下利用Visual C#编程语言完成计算机监控软件的构建,实现了与控制单元的通信。在油船货油装卸模拟系统的运行结果表明,该排油监控系统可满足国际海事组织(IMO)关于油船排油监控系统的有关要求。     

嵌入式船舶网络综合网关的设计

为满足船舶综合信息平台对全船各子系统或设备网络互联的需求,针对某型船网络结构,基于W7100A网络微处理器+CAN控制器SJA1000,设计船舶网络综合网关,给出具体的软硬件设计方法。移植μC/OS-II嵌入式操作系统,使数据传输具有很高的实时性,实现船舶以太网、CAN和RS485三种网络的互联及数据的共享,该网关全部采用双冗余的网络结构,具备很高的可靠性。     

嵌入式船舶主推进控制系统设计

针对某型船调距桨形式的主推进系统,设计了一种基于CAN总线和以太网双级网络的嵌入式船舶主推进控制系统,既满足了现场数据传输实时性的要求,又满足上层监测数据的大容量传输、易于组网的需求。开发了UPS电源模块和基于ARM11的嵌入式主推进控制面板,设计了基于Linux+Qt的图形化的船舶主推进控制系统控制软件,给出了具体的软硬件实现方法。开发了PC机模拟软件,方便了调试与试验。采用嵌入式技术,各模块相互独立,容易实现模块化、网络化,具有成本低、使用灵活、界面美观等优点。