基于單片機(jī)的新型海警艦艇電子舵角指示儀
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4．2 測試方法
嚴(yán)格按照船艇舵角度指示器對舵方法測試，先將舵角指示器的指針指向“0”刻度，觀察舵機(jī)室的實際舵角是否在正舵位置。然后再慢慢將舵輪往左(右)轉(zhuǎn)到滿舵，檢查舵輪座上的舵角指示器與船尾桿上的指示刻度是否一致。接著用同樣的方法向右(左)滿舵進(jìn)行一次，再快速轉(zhuǎn)舵一次，然后操舵人員聽令，分別連續(xù)地作左(右)5°，15°，25°，滿舵操舵和回舵。最后進(jìn)行從左滿舵到右滿舵、回舵的試驗，以判斷追隨機(jī)構(gòu)、工作系統(tǒng)和舵角指示器的可靠性、準(zhǔn)確性、運轉(zhuǎn)速度及平穩(wěn)性。
4．3 測試數(shù)據(jù)和分析
C8051F020／1／2／3單片機(jī)所有模式和數(shù)字外設(shè)均可由用戶固件使能／禁止和配置。FLASH存儲器還具有在系統(tǒng)重新編程能力，可用于非易失性數(shù)據(jù)存儲，并允許現(xiàn)場更新8051固件。片內(nèi)JTAG調(diào)試電路允許使用安裝在最終應(yīng)用系統(tǒng)上的產(chǎn)品MCU進(jìn)行非侵入式(不占用片內(nèi)資源)、全速、在系統(tǒng)調(diào)試。該調(diào)試系統(tǒng)支持觀察和修改存儲器和寄存器，支持?jǐn)帱c、觀察點、單步及運行和停機(jī)命令。在使用JTAG調(diào)試時，所有的模式和數(shù)字外設(shè)都可全功能運行。
經(jīng)過反復(fù)的測試，用萬用表測得3組角度傳感器的輸出電壓對應(yīng)的角度值，3組數(shù)據(jù)取平均值，最后得出1組數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)學(xué)上的線性回歸曲線原理，運用軟件計算出本系統(tǒng)的線性回歸曲線。如圖5所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/170591.htm
使用線性計算方法，得到線性回歸方程：
y=0．013 9x+0．924 9
綜合實驗數(shù)據(jù)表明，該電子舵角系統(tǒng)達(dá)到了以下技術(shù)指標(biāo)：
(1)電源電壓：AC 220 V／50 Hz或DC 5 V；
(2)指示精度：0．1°；
(3)噪聲等級：小于55 dB；
(4)接口形式：插座式；
(5)測量范圍；±60°；
(6)精確度：0．002 85；
(7)抗搖擺和傾斜范圍：橫搖：±22．5°；縱搖：±10°；橫傾：±22．5°；縱傾：±10°；
(8)顯示靈敏度：小于等于0．1 s；
(9)偏舵極限角：大于等于±35°時發(fā)出聲光報警。
單片機(jī)芯片有很多預(yù)留的功能，以便在其他領(lǐng)域拓展方面留有發(fā)展的余地。
完全集成的混合信號系統(tǒng)級MCU芯片，具有64個數(shù)字I／O引腳(C8051F020／2)高速，流水線結(jié)構(gòu)的8051兼容的CIP-51內(nèi)核(可達(dá)25 MIPS)高速，還包括A／D和D／A轉(zhuǎn)換，可以進(jìn)一步設(shè)計向船艇自動導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展。且其具有高靈活性和擴(kuò)展性，在軍用伺服系統(tǒng)、天線系統(tǒng)、雷達(dá)測量系統(tǒng)、火炮控制系統(tǒng)和機(jī)床控制系統(tǒng)等都可以應(yīng)用。有待于今后進(jìn)一步挖掘更多的功能，拓展到其他領(lǐng)域的應(yīng)用。
5 結(jié)語
通過對現(xiàn)有海警艦艇舵角指示系統(tǒng)的分析，運用電子技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)，提出了一種新型的電子舵角指示方式，運用該方法設(shè)計了一種實用的電子舵角指示儀，最后，制作了實驗樣機(jī)并進(jìn)行了實驗。實驗結(jié)果表明，本電子舵角指示方法可行，設(shè)計的電子舵角指示儀克服了現(xiàn)有舵角指示儀的不足，在公安海警艦艇建造和現(xiàn)有艦艇的改造中具有極大的推廣應(yīng)用價值。
在實驗中還發(fā)現(xiàn)，本系統(tǒng)在傳感器的防護(hù)方面還需進(jìn)一步研究和設(shè)計，整機(jī)的封閉還需做進(jìn)一步的改進(jìn)，同時系統(tǒng)穩(wěn)定性及其他性能還需在使用過程中做進(jìn)一步的考證。
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