基于NMEA2000协议船舶电网智能控制器研究与设计

发布时间：2017-11-24 14:31

  本文关键词：基于NMEA2000协议船舶电网智能控制器研究与设计

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【摘要】：近年来，我国造船业面临着严峻的挑战，国家也开始重视船舶配套产业。在现代船舶自动化设备中，船舶电网智能控制器占有十分重要的地位，是实现船舶电网无人化的关键设备。基于NMEA2000协议现场总线的船舶电网智能控制器是船舶电网智能化设备的发展方向，而我国大部分船舶电网控制器都是基于离散控制系统技术（DCS），无法满足现代船舶电网控制要求。国外基于NMEA2000船舶设备发展已基本成熟，但相关的船舶电网控制设备功能简单，有待提高。因此，研究设计基于NMEA2000协议的船舶电网智能控制器具有很强的现实意义。 首先，本文在大量调查研究的基础上，概述了船舶电网控制器的发展现状，得出基于NMEA2000协议现场总线的船舶电网控制器是未来船舶电网控制设备的发展趋势。其次，针对NMEA2000协议国内资料较少的情况下，对NMEA2000协议进行了一定的研究，同时对基于NMEA2000协议的船舶控制体系进行了研究。再次，通过对基于NMEA2000协议电网控制器的研究，分析出了控制器的基本框架，将控制器分为三大部分，即电网参数采集、开关检测驱动和通信并对每部分的工作原理及硬件上的实现进行了研究。紧接着，为了实现控制器与上级监控盒之间基于NMEA2000协议的通信，且考虑到国内外控制器的不足，对控制器的工作模式进行多种设计，研究了每种设计模式下需要完成的通信功能，提出将整个控制器的通信消息分为四类，并对每类消息的具体实现进行了设计。然后，针对控制器需解决的船舶靠港离岸并网扰动问题，本文给出了基于NMEA2000船舶并网控制的整体设计方案，，分析扰动产生原因的条件，给出控制器防扰动算法，并建模仿真对算法进行验证，仿真结果验证了此算法对船舶电网防扰动的可行性，为控制器在防扰动设计中提供理论依据。最后，运用CAN分析仪模拟监控盒，对基于NMEA2000协议船舶电网控制器的通信功能进行测试，测试结果验证了控制器通信设计方案的可行性和正确性，能够满足船舶电网智能化控制要求。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U665.1

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 冀路明;张怀亮;;舰船配电网络结构研究[J];船舶工程;2009年02期

2 刘成勇;许昌如;;基于NMEA 2000协议的GPS数据传输与处理研究[J];船舶工程;2009年04期

3 黄玉水;侯明鑫;吴胜益;;一种采用DSP控制并基于三相半桥逆变器的UPS[J];电力电子技术;2007年04期

4 张永红;现场总线技术及其在电力自动化中的应用[J];电力建设;2005年03期

5 肖世杰;;构建中国智能电网技术思考[J];电力系统自动化;2009年09期

6 姜重然;陈文平;徐斌山;;CAN总线位定时和同步的研究与设计[J];低压电器;2009年03期

7 崔亚欣;孙永涛;;高压岸电上船及其关键技术研究[J];港口装卸;2012年01期

8 程智;方院生;杨帮华;;DCS中基于STM32的频率测量卡设计[J];单片机与嵌入式系统应用;2013年05期

9 程正群,许宝祥,钱积新;现场总线与DCS控制系统[J];化工自动化及仪表;1999年03期

10 马伟明;舰船动力发展的方向——综合电力系统[J];海军工程大学学报;2002年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 孙才勤;船舶电力系统建模仿真及动态稳定性研究[D];大连海事大学;2010年

本文编号：1222603