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分布式船舶运动仿真平台的研究

韩延明  
【摘要】: 开发性能良好的船舶自动舵在航运和军事方面具有重要的意义。对于航运来说,可以提高效率节省成本;对于军事来说,可以提高舰船的性能,以便使武器发挥更大的威力。因此,自动舵的开发一直是国内外许多学者研究的课题。 本文所研究的船舶运动仿真平台正是为测试和开发船舶自动舵而建立的,结合已有的仿真平台并对其进行改造,使仿真平台适用于Windows操作系统,并符合Windows操作习惯,建立功能齐全的界面并简化操作流程。兼容原平台的串口通信功能,增加CAN网络通信功能,使平台更具实用性。 本文采用简洁非线性船舶平面运动数学模型,并考虑了风、浪、流的干扰。在此基础上,建立了整个仿真平台的各个应用模块,其中包括:单机、双机仿真模块,数据采集、回放模块。主要完成的工作有四个方面:航迹、舵角、舵令、航迹误差等图形、曲线的实时动态绘制;在双机仿真时,实现了符合NMEA0183/NMEA2000协议的通信;实现了自动生成缺省的设置文件功能,参数的文件保存功能;实现了实时数据的文件存储与历史数据的回放功能。本文显示各图形曲线时采用矢量图形绘制法,并提出了相应的改进显示方法,实现了航迹等图形的动态显示并优化了程序的执行过程,提高了显示的实时性。在动态显示的基础上,对船舶运动仿真平台添加了平移和缩放功能,使平台的输出更加逼真形象,成为具有窗口操作风格的船舶运动仿真软件。


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