单片机在船舶电罗经复示器中的应用

介绍利用单片机优点和步进电机特性设计指针式电罗经复示器,介绍系统组成原理和硬件,软件特点以及步进电机系统的驱动方式,系统可较好地满足舰船航向复示的要求。     

船用数字式航向复示系统的设计

本文详细阐述一种船用数字式航向复示系统的系统配置，硬件组成与软件流程，该系统能与几乎所有国产陀螺罗经相联接，并具有很强的带负载能力，工作可靠，性能价格比高。     

数字指针式航向复示器的研制

对指针式航向复示器进行设计和开发,把符合NMEA0183标准的数字航向信号转换为具有360°刻度的外表盘和10°刻度的内表盘的指针指示。复示器选用C8051F023单片机作为控制芯片,具有较少的外围电路,通过其片上内置的模拟差分输入、PGA和ADC实现了刻度盘基准位置的精确测量;通过片上PCA的高速输出模式和相关软件实现了电子齿轮。该复示器不需要大变比的机械齿轮,具有航向初始位置自动调整的功能,和较高的性价比。     

船舶操舵仪模拟器中罗经复示仪的驱动方案

针对基于西门子S7 200 PLC为核心控制单元开发的船舶操舵仪模拟器中罗经复示仪,提出了采用永磁式直流电机进行驱动及控制的解决方案,并讲述了电机的速度和转向的具体控制方法。     

数字罗经机械复示器的设计与实现

介绍利用数字控制器件-步进电机设计罗经复示器。介绍了复示器的机械结构、硬件电路组成、步进电机的驱动方式及软件实现方法,试验表明所设计的复示器具有指示精度高、响应速度快、无抖动等优点。     

平台罗经故障模型的研究与设计

此文分析了某型平台罗经的结构、故障特点，设计了基于对象的综合层次模型及其推理机。该模型巳用于该型平台罗经的故障诊断专家系统的设计。     

舰艇直航时电罗经航向自抗扰控制方法研究

为减小舰船直航向运动情况下风、流、摇摆等对电罗经航向造成的随机误差影响,提高舰船直航向运动时电罗经指向精度,采用高阶AR模型对其随机误差进行建模,确定模型阶数,获得了较为准确的误差模型.同时,基于建立的模型,对电罗经航向随机误差进行预测,利用前期预测值结合自抗扰控制技术对随机扰动进行抑制.通过与H∞ Kalman滤波器进行对比表明,采用自抗扰控制技术与高阶AR模型结合的方法较为有效地抑制了电罗经航向随机误差过程,为减小电罗经直航向误差提供一种行之有效的方法.     

陀螺罗经的航向效应标定与补偿

陀螺罗经在实际工作时,存在陀螺的常值漂移误差、随机漂移误差、阻尼误差、速度误差及风、流等因素影响,这些所有影响因素归纳为航向效应.提出一种参数拟合的航向效应标定与补偿的方法,对陀螺罗经输出的航向数据进行处理.仿真结果表明,该方法有效地消除了误差,获得了满足高精度导航需求的航向数据,具有一定实际应用价值.     

潜航器轨迹跟踪与航向预测算法

海况条件较差时,基于水下单点GPS定位系统的潜航器实时定位有较大测量误差,不利于潜航器的轨迹跟踪与航向预测。针对误差服从高斯分布的水下单点GPS定位系统,提出基于改进型扩展卡尔曼滤波算法的GPS跟踪方法和基于回归分析算法的航向预测方法。通过测试与仿真,对定位设备采集到的数据进行对比分析,试验结果表明,上述算法显著提高了轨迹测量精度与航向跟踪能力,准确绘制出了潜航器的实时航行轨迹与航向预测线,可应用于潜航器的轨迹跟踪项目中。     

基于最小二乘法的电罗经匀转向航向误差修正方法

为减小舰船匀转向情况下电罗经的航向误差,提高电罗经指向精度,在分析某型罗经实测数据基础上,利用最小二乘法建立其误差模型,并对模型参数进行了估计。实践表明,该方法用于电罗经航向误差补偿效果较好。     

基于数字伺服控制的电控罗经设计及仿真

本电控罗经采用数字伺服控制方案来取代传统的模拟伺服控制方案,将微处理机引入控制系统,可以克服系统调试困难的缺点,具有实现复杂计算和现代化控制算法的能力。设计了基于PID控制的静基座和摇摆基座下电控罗经的控制算法,运用Simulink进行建模和仿真,并通过实际转台测试实验得出,所设计的数字伺服控制电控罗经在摇摆实验环境下,稳定时间为1.8h,罗经的稳态误差为0.5 °,满足设计预期指标和国际标准要求。     

基于连续滑模控制的水下无人航行器航向跟踪研究

本文提出在构建模糊水下无人航行器运动学模型的前提下,设计一款基于时变干扰观测器的连续滑模控制器。干扰观测器把系统误差及外界干扰等效到控制端,连续滑模控制器通过切换控制量使系统趋于平衡点。该控制器可快速响应,且对于模型参数变化及外界干扰不敏感,具有较强的鲁棒性。此外,将直线、正弦波及自定义曲线设置为预定航向,通过Matlab/Simulink进行仿真验证水下无人航行器是否可以实现在复杂水域下的轨迹跟踪,达到航向控制目的。     

舰艇环航时电罗经主轴的鲁棒自抗扰控制算法

基于舰艇匀速环航状态下的电罗经主轴运动方程式,模拟电罗经主轴变化的过程,对该过程添加外界扰动并仿真计算。将鲁棒控制理论与标准的自抗扰控制技术相结合,设计了改进的自抗扰控制器(ADRC)。利用该改进型自抗扰控制算法对受到扰动的电罗经主轴的变化过程实现鲁棒自抗扰控制。算法的仿真结果表明,改进型的自抗扰控制技术其抗扰动效果明显优于H∞Kalman滤波器以及标准的自抗扰控制技术,可以获得较高的控制品质和理想的控制效果,具有较强的鲁棒性。     

基于可靠性的某型平台罗经维修与保障方法

针对某型平台罗经维修要求,结合平台罗经电子机柜特点和当前维修方式与备件储备方式,通过失效样品分析,确定失效机理属性;通过可靠性预计和现场使用数据跟踪分析,建立可靠性水平综合评估模型,从而为平台罗经以可靠性为中心的维修与保障提出探索性解决方案,文章详细讲述了某型平台罗经以可靠性为中心的维修与保障方法的内容、思路、过程,并给出了结论。     

基于 Matlab的水下航行器航向自抗扰控制方法研究*

水下航行器航行环境日趋复杂、传统的P ID控制日渐无法满足复杂的任务需求,为此论文采用自抗扰控制算法设计水下航行器航向态控制器,以达到替换老旧的P ID控制的目的。仿真结果表明,自抗扰控制器操舵平滑,控制速度快,鲁棒性和环境适应能力更好,完全能胜任水下航行器控制的要求。     

基于DSP和SPWM细分控制技术的电罗经的研究

结合低速同步电机的驱动特点,将一种全数字式SPWM波细分驱动技术及DSP控制技术应用到船舶电罗经复示器的电机控制系统中,实现一种新型的全数字式步进电机控制系统.采用LF2407A DSP微控制器为控制器件,L298N双全桥驱动芯片为功率驱动器件.试验表明,该技术的应用研究达到预定精度要求,并有效的减小电机低频振动,降低噪声,提高了系统的可靠性.     

电罗经故障诊断的案例推理原理与方法研究

针对电罗经的特点和传统专家系统的不足,分析了基于案例推理(Case-Based Reasoning,CBR)技术的一般过程,指出了CBR具有获取知识容易、问题解释清晰、道理易于理解等优势,提出将基于CBR技术应用于电罗经的故障诊断,开发基于CBR的电罗经故障诊断系统,进而详细阐述其CBR原理构建、系统结构设计、案例组织形式设计、检索策略设计和工作流程,并研究其系统实现方法.案例分析结果表明,所开发的基于CBR的电罗经故障诊断系统能够有效提高其维修的正确性和高效性.     

基于FLSAH Action Script的天测罗经差软件的设计与实现

船用罗经不可避免地存在误差,如何准确的测定罗经差将直接影响到罗经的工作状态差。文章尝试借助FLSAH Action Script设计出天测罗经差的应用软件,经测试,可以应用到航海实践,简化了天测罗经差的步骤。     

小型船舶磁罗经自差智能校正系统的设计与实现

针对未安装电罗经的小型船舶,提出一种磁罗经自差校正方法,研制磁罗经自差测量及校正系统,通过观测已知位置的物标自动测量任意航向上的罗经自差,采用高斯消元法计算出准确自差系数,逐一消除船舶自差。     

基于虚拟现实技术的船舶航向自动跟踪控制方法

为解决传统船舶航向自动跟踪控制方法受外界因素影响大、控制效果差的问题,设计基于虚拟现实技术的船舶航向自动跟踪控制方法。为避免外界因素产生的影响、减小跟踪控制误差,考虑采用PID控制器,依据其控制原理引入早期修正信号;在此基础上,使用虚拟现实技术对航向节点集合进行预估,并剔除其中的不相干节点;通过虚拟现实规则中的加权因子寻找最优航向参数,结合PID控制器保证船舶实际航向与期望值一致,根据控制流程实现对船舶航向的自动跟踪控制。由实验结果可知,尽管存在外界因素的影响,但所提自动跟踪方法的控制控制精确度始终较高,能够有效为保障船舶稳定运行提供数据支持。