| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 | 第10-12页 |
| 1.1.1 研究背景 | 第10-11页 |
| 1.1.2 研究意义 | 第11页 |
| 1.1.3 课题来源 | 第11-12页 |
| 1.2 国内外现状综述 | 第12-15页 |
| 1.2.1 船舶控制技术发展现状 | 第12-13页 |
| 1.2.2 船舶电网控制器现状概述 | 第13-15页 |
| 1.2.3 基于 NMEA2000 协议电网控制器发展现状 | 第15页 |
| 1.3 本文主要工作和组织架构 | 第15-18页 |
| 2 NMEA2000 协议研究 | 第18-28页 |
| 2.1 CAN 总线协议 | 第18-21页 |
| 2.1.1 CAN 技术 | 第18页 |
| 2.1.2 CAN 总线的分层结构 | 第18-21页 |
| 2.2 NMEA2000 协议研究 | 第21-26页 |
| 2.2.1 NMEA2000 协议特点及分层 | 第21-22页 |
| 2.2.2 NMEA2000 协议报文类型及传输方式 | 第22-24页 |
| 2.2.3 NMEA2000 名字及地址管理 | 第24-25页 |
| 2.2.4 NMEA2000 消息参数群 | 第25-26页 |
| 2.3 基于 NMEA2000 协议的船舶控制体系 | 第26-27页 |
| 2.4 本章小结 | 第27-28页 |
| 3 基于 NMEA2000 船舶电网智能控制器总体设计 | 第28-44页 |
| 3.1 电网参数采集部分研究 | 第29-35页 |
| 3.1.1 电网智能控制器采集原理 | 第29-30页 |
| 3.1.2 电压电流有效值的计算方法 | 第30-31页 |
| 3.1.3 频率的计算方法 | 第31页 |
| 3.1.4 相角差的计算方法 | 第31-32页 |
| 3.1.5 电网参数检测硬件电路图 | 第32-35页 |
| 3.2 开关检测驱动部分研究 | 第35-37页 |
| 3.2.1 开关检测驱动原理 | 第35页 |
| 3.2.2 电网控制器开关的鲁棒性和安全性 | 第35-36页 |
| 3.2.3 船舶电网开关分布研究和分类 | 第36页 |
| 3.2.4 开关驱动与检测硬件电路图 | 第36-37页 |
| 3.3 控制器通信部分研究 | 第37-43页 |
| 3.3.1 通信原理 | 第37-38页 |
| 3.3.2 控制器与船舶通信网络的连接 | 第38-39页 |
| 3.3.3 控制器波特率的研究 | 第39-41页 |
| 3.3.4 硬件电路图 | 第41-43页 |
| 3.4 本章小结 | 第43-44页 |
| 4 基于 NMEA2000 船舶电网智能控制器通信研究和设计 | 第44-72页 |
| 4.1 控制器多种工作模式设计及通信研究 | 第44-49页 |
| 4.1.1 手动模式及通信研究 | 第45-46页 |
| 4.1.2 迷你模式及通信研究 | 第46-47页 |
| 4.1.3 自动工作模式及通信研究 | 第47-49页 |
| 4.2 电网控制消息分类研究和设计 | 第49-51页 |
| 4.3 控制器地址声明设计 | 第51-57页 |
| 4.3.1 控制器上电地址初始化声明 | 第52-54页 |
| 4.3.2 接收其他设备地址声明 | 第54-56页 |
| 4.3.3 命令地址处理 | 第56-57页 |
| 4.4 主动上传消息设计 | 第57-60页 |
| 4.4.1 告警信息 | 第57-58页 |
| 4.4.2 开关状态改变 | 第58-59页 |
| 4.4.3 供电模式状态 | 第59-60页 |
| 4.5 被动上传消息设计 | 第60-64页 |
| 4.5.1 供电网参数 | 第62-64页 |
| 4.5.2 其他被请求的参数群 | 第64页 |
| 4.6 命令消息设计 | 第64-70页 |
| 4.6.1 监控盒改变开关状态 | 第66-67页 |
| 4.6.2 监控盒命令控制器地址 | 第67-69页 |
| 4.6.3 监控盒设置配置信息 | 第69页 |
| 4.6.4 确认参数群 | 第69-70页 |
| 4.7 本章小结 | 第70-72页 |
| 5 船舶电网智能控制器并网防扰动研究及仿真 | 第72-90页 |
| 5.1 基于 NMEA2000 船舶并网整体方案设计 | 第72-73页 |
| 5.2 并网切换扰动问题分析 | 第73-77页 |
| 5.2.1 相序一致问题分析 | 第75页 |
| 5.2.2 电压幅值问题分析 | 第75-76页 |
| 5.2.3 相角问题分析 | 第76-77页 |
| 5.2.4 频率讨论分析 | 第77页 |
| 5.3 控制器并网切换控制算法 | 第77-80页 |
| 5.3.1 相角差推算 | 第77-79页 |
| 5.3.2 最佳切换点计算 | 第79-80页 |
| 5.4 模拟船舶电网控制器并网切换扰动仿真 | 第80-88页 |
| 5.4.1 模型搭建 | 第80-82页 |
| 5.4.2 并网仿真 | 第82-88页 |
| 5.5 本章小结 | 第88-90页 |
| 6 船舶电网智能控制器通信测试 | 第90-102页 |
| 6.1 通信测试说明 | 第90页 |
| 6.2 地址声明及冲突 | 第90-94页 |
| 6.2.1 上电地址声明 | 第91页 |
| 6.2.2 地址声明冲突 | 第91-92页 |
| 6.2.3 声明空地址 | 第92-93页 |
| 6.2.4 接受命令地址 | 第93-94页 |
| 6.2.5 地址冲突冲裁成功 | 第94页 |
| 6.3 开关控制通信测试 | 第94-97页 |
| 6.3.1 开关状态变动主动上传消息 | 第94-95页 |
| 6.3.2 监控盒请求开关状态消息 | 第95-96页 |
| 6.3.3 远程控制开关 | 第96-97页 |
| 6.4 供电网参数传递 | 第97-98页 |
| 6.5 其他功能消息测试 | 第98-100页 |
| 6.5.1 功率增补功能测试 | 第98-99页 |
| 6.5.2 容量设置 | 第99-100页 |
| 6.6 本章小结 | 第100-102页 |
| 7 结论与展望 | 第102-104页 |
| 7.1 论文总结 | 第102-103页 |
| 7.2 展望 | 第103-104页 |
| 致谢 | 第104-106页 |
| 参考文献 | 第106-110页 |
| 附录 | 第110-114页 |
| A. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目 | 第110页 |
| B. 控制器部分关键程序 | 第110-114页 |
