基于DSP船舶自动舵模糊控制系统的设计

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1、摘要摘要自1922年自动舵问世至今，船舶自动舵已取得了长足的进展，现已成为船舶系统中不可缺少的重要设备，其优劣直接影响到了船舶航行的操纵性、经济性和安全性。船舶自动舵发展至今经历了机械控制、PID控制、自适应控制和智能控制4个发展阶段。面对船舶航行的复杂环境，模糊控制作为智能控制的一个分支，具有其突出的优越性。本论文主要研究了在船舶自动舵中模糊控制器的设计，并通过MATLAB的SIMULINK工具对船舶自动舵模糊控制系统进行仿真。通过与PID控制系统的仿真结果比较，可以得到模糊控制系统具有良好的动态响应和稳定效果，能快速、无超调地转到指定航向上，在船舶参数改变的情况下

2、仍能有理想的控制效果。可见，模糊控制系统的稳定性、鲁棒性比传统PID控制更加优越。在此基础上，本论文以数字信号处理器(DSP)为中心处理器，搭建了船舶自动舵模糊控制系统，包括硬件设计和软件设计。硬件方面，整个系统包括串口通信环节、人机对话环节、控制环节以及报警环节等四个环节。软件方面，主要包括系统初始化、参数设置、串口通信和航向控制及显示等四个部分。关键词：自动舵模糊控制数字信号处理器(DSP)ABSTRACTAbstractSincetheadventofauto-pilotsince1922，theshipautopilothasmadeconsiderablep

3、rogress，hasbecometheimportantandindispensableequipmentintheshipsystem，theiradvantagesanddisadvantagesofadirectimpactonthehandlingofships，economyandsecurity．ShipAutopilothasexperiencedthedevelopmentofmechanicalcontrol，PIDcontrol，adaptivecontrolandintelligentcontroloffourstagesofdevelopme

4、nt．Thefaceofthecomplexenvironmentofships，fuzzycontrolintelligentcontrolaSabranch，withitsoutstandingadvantages．Thispapermainlystudiesinshipautopilotinfuzzycontrollerdesign,andtoolsthroughtheMATLAB-SIMULINKfuzzyautopilotforshipcontrolsystemtobesimulated．PIDcontrolsystemwithsimulationresul

5、tscomparison,CanbefuzzycontrolsystemhaSgooddynamicresponseandstabilityofresults，quickly,withoutovershootshiftedtothespecifiedcourse，inthecaseoftheshipparameterchangesCanstillhaveallidealcontroleffect．Showsthatfuzzycontrolsystemstability,robustnessismoresuperiortothetraditionalPIDcontrol

6、ler．Onthisbasis，thisarticleindigitalsignalprocessor(DSP)asthecentralprocessor,builtashipautopilotforfuzzycontrolsystems，includinghardwaredesignandsoftwaredesign．Onthehardwareside，theentiresystemiscomposedbyforsections，includingserialcommunicationlink,man-machinedialoguesegments，controlc

7、hainandalarmchain．Onthesoftwareside，theprogrammajorincludessysteminitialization,parametersettings，serialcommunications，andcoursecontrol，anddisplaysfourparts．KeyWords：autopilotfuzzycontroldigitalsignalprocessor(DSP)II目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．IAbstract．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．