本系统的目的是控制船舶按照计划航向或航线航行,并能在预定转向点自动转向。为了提高系统的可靠性,使用了三机冗余系统,即三个相同的主控制模板轮流执行任务,按照少数服从多数原则表决结果,同时具有数据备份和容错能力。系统划分为三个模块,主控制模块、人机交互模块和通信模块。人机交互模块采集操作人员设置计划航线的参数,也显示主控制模块发送的实时船位信息。通讯模块采集实时船位信息参数,传送给主控制模块。主控制模块除了根据算法和采集到的参数计算偏舵角之外,还要进行数据备份,检测系统故障。本文主要论述了四个方面:(1)解决三机冗余系统总线占有权问题;(2)设计了模板之间通信协议;(3)实现主控制模板信息传输模块;(4)介绍了最基本的航迹控制算法。三机冗余系统各模板功能相同,共享输入输出通道,控制外围设备。因此主板之间的总线争用和信息交换成为系统的关键问题。采用令牌方式解决了三机冗余系统总线占有权问题,各主板拥有公平的总线权,并且不容易产生总线冲突。本文详细讲述了令牌的建立,传递和丢失处理过程。本文设计了三机之间通信协议,实现了三机之间通过串口中断或者并口方式传输信息以便数据备份,信息传输方式默认串口中断方式,并口作为备用方式。本文讲述了调试主控制模板与模拟量输入模板,开关量输入模板,表决报警输入输出模板通信的过程,检测通信是否正常。本文还介绍了航迹控制算法,详细讲述了一种计算航迹偏移的算法和PID算法计算偏舵角。