基于CAN总线的喷水推进装置控制系统的设计与实现

摘要

喷水推进技术由于具有诸多常规螺旋浆推进技术所不及的优点，在特种船型的高速艇及一些高性能船上已被广泛采用。但是以前由于种种因素限制，使得喷水推进技术发展远远不及常规螺旋浆推进技术的发展，因此目前对喷水推进技术的研究不多，尤其在喷水推进控制系统方面的研究更少，国内还处在起步阶段。 本论文主要有以下几部分内容： 1. 本文对喷水推进装置的组成进行了介绍，对喷水推进装置控制特点、机理进行深入研究分析，并提出了基于CAN总线的喷水推进装置控制系统方案。 2. 本文阐述了操舵控制、推进控制及备用控制的原理，完成了喷水推进装置控制系统中上位机和下位机软、硬件的设计与实现。上位机选用PC104为主控制器，下位机选用ADuC812微处理器为主控制器,CAN总线接口电路选用CAN控制器SJA1000和CAN收发器PCA82C250，并对它们在设计中所涉及到的相关问题进行了研究。在控制软件设计中，对方向舵、倒航斗采用模糊控制，对柴油机转速和倒航斗进行联合优化控制，以满足控制系统实时性、可靠性的要求以及保护动力装置的安全可靠运行。 3. 经过实艇验证，本文实现的基于CAN总线的喷水推进动力装置控制系统具有很高的实时性和可靠性，按需要可以组合出多种控制模式、操舵模式，大大提高了船舶的机动、灵活的技术性能。