采用建模与仿真技术的操船模拟系统研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要计算机仿真技术是当前应用最广泛的实用技术之一．它集成了计算机技术、网络技术、图形图像技术、面向对象技术，多媒体、软件工程、信息处理、自动控制等多个高新技术领域的知识，以数学理论、相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础，以计算机和各种物理效应设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行实验研究的一门综合性技术。实时仿真技术作为计算机仿真的一支极有特色的应用分支，近年来更是发展迅速。特别是功能强大的实时仿真支撑软件开发成功之后，更加推动了实时仿真机的产业化、商品化和国际化。船舶操纵模拟器作

2、为一种先进的教学手段应用于航海教学和船员培训在我国已有较长的历史。通过仿真模拟船舶航行驾驶，培训学员能在与实船很相似的环境下安全、高效地进行船舶操纵、轮机管理和排除故障等训练。本文的主要课题是借助计算机仿真技术，模拟航行于长江及沿海地区的中，小型船舶上的驾驶室集中操纵船舶及监控航行设备。作为一种中、小型系统的船舶操纵模拟器，它能分另U仿真和盗控实船上设备的运行工况，满足船舶操级及船舶设备监控的教学要求。本系统主要研究船舶运动模型，舵机模型，船舶推进模型等。系统是通过硬件设备组建仿真物理模型，软件实现仿真和相关的应用程序。针对建立的仿真船舶

3、模型，软件程序实时与具体的硬件设备互相通讯，从而实现船舶各运动参数直观的动态显示。系统主要核心内容涉及研华板卡设备的驱动开发、系统建模、软件实现、软硬件串口通讯和数据库访问与操纵等。论文首先介绍船舶仿真模型，主要侧重于主机和舵机系统；其次介绍系统总体设计与架构，论述系统实现方案和相关的功能模块；再介绍仿真软件设计的核心技术和相关实例；最后是仿真软件的实现和调试，验证仿真船舶运行的回转性能和Z形试验。基于论文开发的船舶操纵与推进实验系统，在实际教学中得到了充分运用并且效果良好。论文研究成果也可以作为实验室仿真技术和设备驱动开发的参考。关键词

4、：船舶操纵模拟器，仿真技术，系统建模，驱动开发，软件实现武汉理工大学硕士学位论文AbstractThecomputersimulationtechnologyiscurrentoneofmostwidespreadusedpracticaltechnology．Itintegratedthecomputertechnology,thenetworktechnology,thegraphpicturetechnology,theobject-orientedteChnology,multimedia,thesoftwareengineeri

5、ng,theinformationprocessing,theautomaticcontrolandmanyhigh—techdomainknowledge．Withmathematicstheory,theprincipalofsimilitude，theinformationtechnology,thesystemtechnologyanditstheapplicationdomainrelatedspecializedtechnologyasitsfoundation,thecomputerandeachphysicaleffect

6、equipmentasitstool,itisacomprehemivetechnologywhichconducttheexperimentstudybyusingactualorconceivingsystemmodel。Thereal·timesimulationtechnologyextremelyhasthecharacteristicasthecomputersimulationapplicationbranchandinrecentyearsitsdevelopmentisrapid．Aftersplecialfunctio

7、nformidablereal-timesimulationstrutsoftwaredevelopingsuccessfully,itevenmoreimpelsthereal-timesimulationmachineindustry,thecommercializationandtheinternationalization．AsoneadvancedteachingmethodapplyingtothenavigationteachingandtheCTeWtrainsinourcountry,ship-handlingsimul

8、atorhadalongerhistory．Throughsimulationshjpsnavigationdriving,itcantrainthestudentsafelyandhighl