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船用起重机主动升沉补偿控制系统研究
| 论文题名： | 船用起重机主动升沉补偿控制系统研究 |
| 关键词： | 船用起重机;升沉补偿;控制系统;步进电机 |
| 摘要： | 具有主动升沉补偿功能的船用起重机能够保证深海作业的安全性和高效性，大大增强船用起重机的作业范围，提高作业效率。主动升沉补偿控制系统的研究对深海作业船用起重机的研制尤为重要，控制系统控制性能的好坏直接影响升沉补偿的效果，是主动升沉补偿技术研究的核心内容。论文对主动升沉补偿控制系统进行了研究，以期对研制具备主动升沉补偿功能的船用起重机做出贡献。 对主动升沉补偿控制系统进行了初步的方案设计。在主动升沉补偿控制系统工作原理的基础上，对控制系统的结构和功能进行了设计，并重点对船舶升沉运动实时检测方法进行了研究。根据主动升沉补偿系统的性能特点和设计要求，对控制器和传感器进行了初步的选择。为主动升沉补偿控制系统的设计提供了新的设计思路。 在主动升沉补偿控制系统方案设计的基础上，建立了能反映主动升沉补偿系统控制特性的控制模型。机械执行系统选用了卷扬机模型，通过差动行星轮系来实现其调速特性。伺服驱动系统的功能通过步进电机来模拟实现，建立了步进电机控制模型，为主动升沉补偿控制系统的仿真研究打下基础。 重点对主动升沉补偿控制技术进行了研究，结合主动升沉补偿系统的特点，提出前馈—反馈复合控制方法。前馈控制部分对船舶升沉运动进行极短期的预报，采用时间序列法通过建立自回归AR模型对船舶升沉运动进行了预报仿真，在一定程度上解决了升沉补偿系统的滞后问题。 对主动升沉补偿系统反馈控制环节进行了研究，分别采用了PID控制算法、模糊控制算法以及模糊自适应PID控制算法进行了主动升沉补偿控制系统的仿真，通过比较分析三种控制算法的阶跃响应和正弦跟踪性能，发现模糊自适应PID控制算法比其它两种控制算法控制性能更好，不但具有良好的快速性和稳定性，又有较高的控制精度，能够很好的满足主动升沉补偿系统的控制要求。 |
| 作者： | 杨楠 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 丁勇 |
| 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 |
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