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原文传递直驱式减摇鳍控制特性研究

论文题名：	直驱式减摇鳍控制特性研究
关键词：	直驱式减摇鳍;控制特性;船舶设备;调速原理
摘要：	直驱式减摇鳍是直驱式电液伺服控制技术在船舶设备领域中一个新的应用方向，相比传统泵控式减摇鳍，具有体积小、重量轻、结构简单、集成度高、易于安装维修等特点，相比阀控式减摇鳍，具有抗污染能力强、能源利用率高、噪声低等特点，因此具有广阔的发展空间。但基于直驱式容积控制技术的减摇鳍系统控制性能不高，限制了它的发展，本文对这种直驱式减摇鳍系统进行了深入研究，为今后研究设计直驱式减摇鳍奠定可靠的理论基础。　　本文在查阅相关文献的基础上，综述了国内外减摇鳍和直驱式电液伺服控制技术的发展现状，分析它们的特点，确定了本文的研究方向。　　首先，通过研究直驱式电液伺服减摇鳍系统的工作原理，分析了系统各部分的结构组成。详细阐述了异步电机的调速原理和方法，建立矢量控制技术下交流电机调速系统模型；建立泵控液压动力机构线性化模型，得到减摇鳍系统数学模型；分析了系统的稳态和静态误差，提出减小误差的解决方案；分析了减摇鳍系统工作过程中水动力负载干扰的情况，为后面利用相关软件对减摇鳍系统进行动静态特性分析，以及外负载干扰特性分析提供参考依据。　　其次，根据系统性能要求和相关部件的技术参数，查阅相关资料确定直驱式减摇鳍各环节的结构参数，通过数学计算得到系统的仿真参数；对所设计的矢量控制调速系统进行仿真分析，验证其合理性；在 Matlab/Simulink中建立系统模型，进行稳定性和典型输入信号下的响应分析，分析直驱式系统动态特性不高的原因；对直驱式减摇鳍系统设计PID控制器，通过仿真对比有无扰动情况下系统的时域响应，分析系统的控制特性。　　最后，针对直驱式减摇鳍系统频率响应不高、抑制非线性外干扰能力差的问题，设计了一种模糊自整定 PID控制算法，利用模糊推理原则对PID控制器中参数进行实时优化。仿真结果表明，该模糊自整定PID控制器增强了系统抗外负载干扰能力的同时，也改善了直驱式减摇鳍系统的动态性能。
作者：	唐守峰
专业：	控制理论与控制工程
导师：	梁利华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文