500吨级近岸海洋环境监测船联合操纵(JOYSTICK)系统设计及试验开题报告

 2021-08-14 02:08

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着世界航运业的发展和繁荣,船舶总吨位不断攀升,船舶向着大型化,专业化方向发展,港口通航密度相对提高,水域相对变浅、变窄,进出港口航道、系泊操纵异常艰难。海上交通越来越密集,为了保证航行安全,人们对船舶的运动控制提出了更高的要求。在远洋航行时,为了减轻舵手的劳动强度、缩短航行距离、减少燃料的消耗,也必须准确地控制船舶的航向或航迹。另外,一些在作业时对定位精度要求较高的工程船如工作艇、铺缆船、钻探船、环境监测船、航天测量船,或卸货作业时要求航向保持不变的供给船、大型油船、滚装船等,对船舶的操纵性能也提出了更高的要求。

近几十年来,一些性能优良的新型操纵辅助装置在船舶上广泛配备,例如侧推器,全回转推进器、直翼推进器、喷水推进器等,为某些特种舰船的系泊和机动操纵解决了许多难题,普通大型船舶的操纵性也能得到很大改善。

与此同时,随着控制学科在船舶运动领域的深入发展,船舶运动控制已经从手动发展到自动,从单个系统的自动化提高到综合自动化,从简单的控制装置发展成计算机化、网络化的体系结构。这时,对船舶进行操纵运动控制的操作对象不再是舵这单一的操纵装置,要依靠各种操纵装置共同发挥作用。人工操纵的难度大大加大,如何协调、充分地发挥众多操纵装置的性能,来达到预期的操纵效果变得格外重要也充满挑战。

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2. 研究的基本内容与方案

毕业设计的项目背景为:

500吨级近岸海洋环境监测船,船舶配置有2台可调螺距主推进器,2台操纵舵,一台可调速侧推。

joystick控制系统由高可靠性的jc中央控制柜和jc操纵终端组成。其中,jc中央控制柜包含jc控制器和jc推进器控制器;jc操纵终端集成了带有艏向旋钮的操纵杆和tft面板,该tft面板上的按钮可以对不同操作模式进行选择。

1 手动艏向模式

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3. 研究计划与安排

3月1日-3月30日:建立操纵运动模型并求解、用操纵性仿真预报来验证模型的有效性;

4月1日-4月15日:基于操纵杆的命令,研究操纵策略和算法;

4月16日-5月15日:全数字平台调试:在matlab软件中simulink模块进行建模仿真和综合分析,实现控制器中模型解算,控制策略等部分功能的调试任务;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]贾欣乐,杨盐生.船舶运动数学模型.大连:大连海事大学出版社,1998.

[2]张博实,王科俊,罗姣妍. 利用matlab进行船舶舵鳍联合减摇智能控制系统设计与仿真[j]. 计算机仿真,2001,02:76-79.

[3]林叶锦,任光. 基于simulink的船舶运动控制的仿真研究[j]. 系统仿真学报,2003,06:837-840.

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