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基于DSP的船舶运动智能控制硬件在环仿真系统的研究
资料介绍
本论文对基于DSP的船舶运动智能控制硬件在环仿真系统进行了研究。
随着自动控制理论和技术的发展，众多学者致力于将当前先进的控制理论应用到船舶运动控制领域，但在实际船舶上验证这些先进的控制算法面临很多困难。鉴于这一矛盾，本文设计了一个硬件在环仿真系统，以便验证这些先进控制算法，加速先进控制理论在船舶运动控制领域中的应用。
本文针对船舶航向控制分别设计了单机仿真系统和双机仿真系统，都是采用PC机实现船舶运动仿真模型的计算。单机仿真是在一台PC机上实现船舶运动闭环控制的纯软件仿真；双机仿真是使用DSP系统作为硬件控制器，实现硬件在环仿真，比单机仿真更接近实船控制系统。
基于DSP的硬件在环仿真系统分为上位机和下位机两部分。上位机功能在PC机VC开发环境下实现，设计仿真系统界面显示船舶航迹、航向等状态监测曲线：下位机在DSP控制器中加载智能控制算法，与上位机串行通信，共同实现硬件在环仿真功能。智能控制算法应用模糊PID，采用查表法实现，参数控制表由MATLAB模糊工具箱和编写M文件产生，并作为头文件供系统调用。
船舶运动控制器以TI公司的TMS320F2812型号DSP为核心，采用典型的DSP最小系统，包括电源及复位电路、时钟电路、JTAG接口电路和SCI串口通信电路等。船舶航向控制器的硬件设计以往大多采用单片机来实现，本论文选用DSP，期望在计算速度和控制精度等方面有所提高，而且DSP作为控制器已应用到很多工业领域，但应用到船舶航向控制方面还不是很多。
最后对所设计的仿真系统进行了测试与分析，根据船舶运动仿真系统界面显示的船舶航迹、航向等状态监测曲线结果，表明本文设计的仿真系统性能良好，达到了系统设计目的，为在实验室环境下进行船舶运动控制算法研究和船舶运动控制器开发提供了一个有效的测试平台。
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