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文档简介
舵系统数字模拟器的软件设计与实现的中期报告中期报告一、选题背景随着计算机技术的发展和对数字化、模拟化等技术的需求增加,舵系统数字模拟器成为了航海训练的重要工具。舵系统数字模拟器可通过模拟船舶在不同情况下的操纵过程,方便船员进行舵纹展示、舵感觉改进和航向操控等方面的训练,提高舵手的技能和水平。二、设计目标本次设计的目标是开发一款舵系统数字模拟器软件,能够模拟船舶在不同状态下舵机的工作过程,以及通过UI界面进行用户交互,完成船舶舵纹展示、舵感觉改进和航向操纵等操作。三、技术方案(一)开发工具本次设计采用Qt作为主要开发工具,支持跨平台运行,易于开发。同时,为了支持三维可视化,还使用了Unity3D引擎作为辅助开发工具。(二)结构设计系统的主要结构分为用户交互界面和运算控制两部分。①用户交互界面:UI设计上,采用大量的模拟图形和控制按钮,实现舵感知、舵纹展示、舵角度调整等功能。其中,模拟图形主要分为以下几个部分:船首方位图、舵角度图和船舶灯光状态图。②运算控制:数学建模以及算法实现,主要涉及到舵机的动力学模型和PID算法。通过模拟船舶的运动状态,综合考虑舵机输入信号和反馈信号,实现舵纹展示和舵感觉调整。四、实施计划本次设计的实施计划分为以下几个步骤:(一)数据处理:定义需要的数据格式和数据处理方法,收集并整合相关的数据,包括纹舵角、反馈信号、输入信号等。(二)数学建模:根据舵机的特性和工作原理,建立舵机的动力学模型,进行相关的数学建模,确定舵机输入信号和反馈信号的关系。(三)算法实现:采用PID算法,综合考虑舵机输入信号和反馈信号,实现舵纹展示和舵感觉调整。(四)UI设计:设计UI界面,采用大量的模拟图形和控制按钮,实现舵感知、舵纹展示、舵角度调整等功能。(五)测试调试:进行软件测试,包括功能测试和性能测试,排除软件的bug,并进行性能调优。五、创新点本次设计的创新点主要体现在以下几个方面:(一)采用跨平台开发工具,支持Windows和Linux等多个平台。(二)项目结构清晰,各部分功能分工明确,便于开发和维护。(三)UI界面设计符合物理事实,能够准确地反映船舶的运动状态,方便用户进行操作。(四)数学建模和算法实现切合实际,可实现舵纹展示和舵感觉调整等多个舵机功能,增加了系统的功能和实用性。六、结论本中期报告主要介绍了本次舵系统数字模拟器软件设计的背景、目标、技术方案、实施计
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