还剩1页未读,继续阅读
文本内容:
船舶控制系统实验教学大纲
一、实验基本信息课程编号201404111中文名称船舶控制系统英文名称Control systemsimulation课程性质专业核心课程面向专业自动化开设学期7课程总学时48实睑学时16是否独立设课否二实验目的和任务目标1:对海浪、海风、海流的统计特性分析并了解海洋环境对船舶的扰动进行常用船舶运动控制装置组成原理说明、关键结构展示以及运动仿真(对应指标点2-2)目标2对船舶航向控制模型进行分析,验证采用不同的控制策略船舶航向控制效果(对应指标点3-1)目标3对船舶横摇控制模型进行分析,验证采用不同的控制策略船舶减摇效果(对应指标点4-1)目标4对船舶横摇/航向耦合控制模型进行分析,验证采用不同的控制策略船舶航向/横摇联合控制效果(对应指标点10-1)本实验是船舶控制系统课程开设的实验船舶控制系统是船舶运动控制领域工程师必须熟练掌握的重要知识和技能,培养学生进行控制系统与装置分析、设计与研究的思维和开发实施及协作创新能力,以解决实际问题为驱动,激发学生的学习兴趣,通过实验设计,使学生获得综合运用专业知识和计算机技术解决实际问题的方法
三、实验教学基本要求
1、对海浪、海风、海流的干扰进行分析,得到对船舶的干扰力,并可以通过半实物仿真装置模拟船舶在受扰状态下的运动;(对应目标2)
2、采用PID控制策略设计船舶横摇控制系统控制器,可以分析定常干扰下控制器参数对控制效果的影响,并可以通过半实物仿真装置模拟船舶在受扰状态下的运动;(对应目标3)
3、掌采用PID控制策略设计船舶航向控制系统控制器,可以分析定常干扰下控制器参数对控制效果的影响,并可以通过半实物仿真装置模拟船舶在受扰状态下的运动;(对应目标5)
4、设计船舶运动综合仿真系统,进行船舶航向控制系统仿真、船舶减摇控制系统仿真、船舶航行姿态综合控制系统仿真等试验,分析对同一控制系统控制效果的差别;(对应目标8)船舶控制系统是一门针对控制理论课程的实践性应用型非常强的课程,要求学生要理论联系实际,在熟练掌握基本概念原理、基本方法和应用后,重点应放在与工程实际的结合应用能力上,上机操作是本课程重要的教学环节通过实验培养学生具备进行控制系统仿真的知识、能力和创新素质
(1)船舶运动控制基本原理;
(2)船舶控制装置与系统的分类与功能;
(3)各类船舶控制装置与系统的组成和工作原理;
(4)典型船舶控制装置与系统的设计和计算
四、实验项目基本情况实验实验类对应教学序号实验项目名称内容提要学时型要求对海浪、海风、海流的统计特性分析并了解海洋船舶运动仿真及其控14环境对船舶的扰动进行常用船舶运动控制装置基本型2制装置特性分析组成原理说明、关键结构展示以及运动仿真船舶航向控制系统仿对船舶航向控制模型进行分析,验证采用不同的24基本型3真和实验控制策略船舶航向控制效果船舶减摇控制系统仿对船舶横摇控制模型进行分析,验证采用不同的34基本型5真和实验控制策略船舶减摇效果船舶航行姿态综合控对船舶横摇/航向耦合控制模型进行分析,验证采44基本型8制系统仿真和实验用不同的控制策略船舶航向/横摇联合控制效果船舶舵/翼舵.航向控对任意转角比襟翼舵进行建模,分析襟翼舵升力综合设528制系统仿真和实验扶正力,仿真验证其航向控制效果计型船舶襟翼鳍-横摇控对任意转角比襟翼鳍进行建模,分析襟翼鳍升力综合设628制系统仿真和实验扶正力,仿真验证其横摇控制效果计型船舶水翼艇姿态控制对可控压浪板和柱翼进行建模,分析可控襟尾翼综合设728系统仿真和实验升力扶正力,仿真验证其纵摇控制效果计型潜器全方位推进器器对前期全方位推进器控制系统进行建模,仿真分综合设828控制系统仿真和实验析艄震配置全方位推进器的潜器姿态控制效果计型
五、实验教材(指导书)或网络资源
[1]李冰.自编讲义.六考核方式实验部分占课程总成绩的20%,共20分实验考核主要包括三个部分预习情况、实验操作情况、实验报告情况,各占总体的20%、20%、60%o实验教学要求考核形式占总成绩的比例对海浪、海风、海流的干扰进行分析,得到对船舶的干扰力,并可以通过半实物仿真装置模拟船舶在受扰状态下的运动实验操作及实验报告5%采用PID控制策略设计船舶横摇控制系统控制器,可以分析定常干扰下控制器参数对控制效果的影响,并可以通过半实实验操作及实验报告5%物仿真装置模拟船舶在受扰状态下的运动;掌采用PID控制策略设计船舶航向控制系统控制器,可以分析定常干扰下控制器参数对控制效果的影响,并可以通过半实验操作及实验报告5%实物仿真装置模拟船舶在受扰状态下的运动设计船舶运动综合仿真系统,进行船舶航向控制系统仿真、船舶减摇控制系统仿真、船舶航行姿态综合控制系统仿真等实验操作及实验报告5%试验,分析对同一控制系统的差别。