船舶模型控制器的设计

论文摘要

随着科技的不断发展，目前船舶航向控制领域出现了很多先进的控制算法。为了便于这些先进控制算法真正的应用于现实生活中，为人类造福，现阶段大家都在努力研究可以验证这些先进控制算法的控制平台。 本文设计的船舶模型控制器同样是为了验证这些先进的控制算法。整个系统是由三大部分组成：装有各种设备的实船等比例缩小的船舶模型、船舶模型控制板和岸上主控PC机。第一部分是系统的物理基础，由船舶模型控制板控制。控制板与主控PC机通过射频发射器进行通讯：主控PC机给控制板发送控制命令，由控制板解码后操纵船模的各种设备按要求动作，而控制板实时的反馈给主控PC机船模当前的状态，建立一个完整的闭环控制。 论文主要分四个部分：一、对船舶模型上各个设备和系统的总体设计方案进行详细阐述。二、详细介绍了船舶模型控制板的硬件电路设计：其中首先介绍了AT98C52单片机的基本功能，然后按照控制板的功能分块介绍了数模转换电路、RS485电平转换电路、RS232串口扩展电路、模数转换电路以及电源与复位电路。三、介绍了控制板软件部分的设计。软件部分采用模块化设计，分别对主程序，以及与硬件相对应的各功能子程序的设计进行了介绍。四、介绍了主控PC机控制界面与通讯程序的设计：这部分采用微软公司Visual Basic 6.0开发工具，采用可视化控制界面，使用通信编程的MSComm控件与射频发射器进行的通信。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究课题的背景
• 1.2 研究课题的提出
• 1.3 论文的结构
• 第2章 船舶模型控制器的总体设计
• 2.1 船舶模型控制器的组成
• 2.2 船舶模型上各种设备简介
• 2.2.1 电机与直流调速器简介
• 2.2.2 角阀控制器简介
• 2.2.3 云台及云台解码器简介
• 2.2.4 其他设备简介
• 2.3 船舶模型的能量供给
• 第3章 船舶模型控制板的硬件电路设计
• 3.1 概述
• 3.2 核心处理器 AT89C52简介
• 3.3 数模转换电路
• 3.3.1 数模转换器 DA0832芯片简介
• 3.3.2 电路工作原理
• 3.4 RS485电平转换
• 3.4.1 AT89C52单片机串行接口简介
• 3.4.2 AT89C52单片机串行接口的电平转换
• 3.5 RS232串行接口的扩展
• 3.5.1 8251芯片简介
• 3.5.2 电路工作原理
• 3.5.3 RS232电平转换
• 3.6 模数转换电路
• 3.6.1 AD654芯片简介
• 3.6.2 电路工作原理
• 3.7 复位与电源电路
• 3.7.1 复位及程序监控电路
• 3.7.2 电源电路
• 第4章 控制板的软件设计
• 4.1 概述
• 4.2 系统初始化
• 4.3 扩展串口的使用
• 4.3.1 8251的控制字以及状态字介绍
• 4.3.2 8251的编程实现
• 4.4 响应云台解码器控制命令
• 4.4.1 通讯协议
• 4.4.2 波特率设置
• 4.4.3 通讯实现
• 4.5 接收反馈舵角信息
• 第5章 主控 PC机的软件设计
• 5.1 概述
• 5.2 控制界面的设计
• 5.2.1 开发平台:VB6.0
• 5.2.2 系统控制界面
• 5.3 串行通信程序
• 5.3.1 MSComm控件
• 5.3.2 控制命令格式的制定
• 5.3.3 串行通讯的实现
• 第6章 系统的调试与结论
• 6.1 系统的调试
• 6.1.1 船舶模型控制板的调试
• 6.1.2 主控 PC机与控制板通讯的调试
• 6.2 结论
• 6.3 系统展望
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表论文
• 致谢
• 研究生履历