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基于Linux的船舶电站数据采集及调频调载装置的研制

王玉国  
【摘要】: 随着船舶朝大型化、高效率、高可靠性方向发展,轮机管理提出了很多新的管理理念,如无人机舱、管控一体化、远程故障终端等,这些新的管理理念和手段,依靠传统控制系统已经不能适应,要求船舶的自动控制系统具有更高的性能,如数字化、集成化、网络化、标准化、智能化等。 嵌入式系统通过定制的软件和硬件,可以实现非常复杂的控制系统要求,并且在通信、数据存储等方面具有高的可靠性、实时性,在系统结构方面具有较高的灵活性,在开发环境方面,变得更加简易化。 本论文以船舶电站为控制对象,首先对船舶电站自动化的发展历史和现状进行详细的阐述,提出了基于嵌入式Linux操作系统的船舶电站调频调载装置的方案,设计了嵌入式控制器,然后针对系统的需求配置和编译了Bootloader和RT-Linux内核,以及基本的文件系统。论文在设计完成的软硬件平台基础上,设计了基于RT-Linux的应用程序,程序设计模块化,兼具可移植性和扩展性,包括底层串口通信模块、数据采集模块、控制模块等,最终完成整个系统的软件程序集成。通过实验室船舶电站模拟装置进行验证,实现了对实验室船舶发电机组模拟装置的并车控制和频载调节。 论文创新之一在于:采用嵌入式技术,采用开源的、稳定好的Linux内核,为了解决实时性问题,对Linux内核添加了RT-Linux实时内核补丁,在此基础上对内核进行了剪裁和编译、设计了基本的设备驱动。通过移植最终形成了嵌入式控制器,组建了船舶电站控制系统硬件平台;创新之二在于将嵌入式控制器应用在船舶电站的控制中,实现了对船舶电站的实时数据采集和电站的调频调载控制。 实践证明,嵌入式船舶电站调频调载装置不仅能够为船舶电站的安全运行提供了有力的技术保障,也为船舶电站的自动化和现代化管理提供了很好技术平台。


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