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船用阀门电液位置伺服控制系统动态特性的研究
| 论文题名： | 船用阀门电液位置伺服控制系统动态特性的研究 |
| 关键词： | 船用压载水系统;阀门控制系统;电液伺服控制技术;动态特性 |
| 摘要： | 随着船舶自动化技术不断地发展，船舶中许多系统都安装了大量阀门，其主要作用是调整船舶姿态、保证系统的正常运行。而阀门控制系统通常是保证阀门正常工作的关键。因此，船用阀门控制系统动态特性的理论分析与优化具有重要意义。 本文以船舶压载水系统中的阀门控制系统为研究对象，把电液伺服控制技术应用在该系统中。针对伺服控制系统存在的问题，引入智能控制算法对其进行优化，具体的研究工作如下： 首先，分析了压载水系统中阀门电液伺服控制系统的结构与原理，运用传递函数法建立了伺服控制系统的数学模型。利用Matlab软件得到了系统的开环伯德图，对控制系统的稳定性进行了研究。研究结果表明控制系统是稳定的。 其次，应用AMESim软件建立了阀门电液伺服控制系统的物理仿真模型。模拟了阀门的实际工作状况，对伺服系统中存在的问题进行了分析。结合系统的实际应用环境，分别探讨了不同的外负载、不同的放大器增益、不同的液压缸泄漏系数与内径以及不同的伺服阀阻尼比对伺服控制系统动态特性的影响。 再次，分析了常规PID控制与模糊控制各自的结构及特点。针对控制系统中的问题，设计了模糊PID控制器。在Matlab/Simulink中分别建立了模糊PID控制与常规PID控制的仿真模型，对两种控制算法的控制效果进行了仿真对比研究。结果表明模糊PID控制系统的控制效果优于常规PID控制。 最后，搭建了AMESim/Simulink联合仿真平台。通过AMESim/Simulink联合仿真技术，进一步验证了模糊PID控制算法在接近真实环境中的有效性。研究结果表明：与常规PID控制相比，模糊PID控制降低了控制系统的响应时间，减小了液压缸活塞及阀门位移的动态误差，增强了系统的抗干扰性。 |
| 作者： | 周培 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 顾寄南 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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