本课题的提出是为了解决船舶航行过程中航迹航向自动操舵的问题,目的是控制船舶自动地按照计划航向和设定航线航行。为了提高系统的可靠性,本系统采用了三机表决方案。针对本系统方案,本文对航迹航向自动操舵仪的软件部分进行了分析和设计,共分成三个主要软件模块:一是主控模块,主要任务对舵机反馈信息、航行状态信息、开关量信息、用户设定的参数信息等进行综合、协调处理以进行实时的舵机控制。软件设计的难点是三机通讯的实现及总线控制权的协调问题。二是人机交互模块,实现航行中信息显示和设置。显示信息包括对经纬度、纵横摇、航向、舵角、报警信息、操作模式、通信信息、主机状态、偏航等。信息设置的功能方便驾驶员修改各种航行命令和设置参数等。三是信息采集模块,接收存储来自GPS、VDR、气象仪、电罗经、计程仪、组合导航系统的数据信息,为主控模块提供相关的参数,供主控模块分析处理。本文对三个主控模块的软件流程进行了详细设计,设计难点是三机之间的通信及合理占用总线的问题。较为详细地阐述了其中的关键技术——令牌的使用。三个主控模块之间通过令牌方式获取总线控制权,并实时监督拥有令牌的主控模块。所提出的方法也适用于其它多机系统的场合,具有一定的参考价值和实用意义。主控模块的部分代码已经编写完成,并调试通过。本文详细设计了信息采集模块及人机交互模块,这两部分程序经测试运行稳定,很好地完成了设计的功能。此外,本文对总线传输的数据格式和数据类型进行了详细的定义,并对软件可靠性也进行了深入了的研究,确保系统运行的稳定性。本项目研究是受某集团的委托,从2007年3月开始至今。主要包括三个研究阶段:用户需求研究阶段;硬件的设计、制板和软件流程设计阶段;软件的编写及调试阶段。