原文传递
喷水推进操舵倒航监控系统设计及控制策略研究
| 论文题名： | 喷水推进操舵倒航监控系统设计及控制策略研究 |
| 关键词： | 喷水推进装置;监控系统;液压系统;同步控制;船舶工程 |
| 摘要： | 船舶从船尾喷出反向水流获得前向推力，这就是喷水推进技术。该技术已广泛应用于高速、高性能舰船，这些船舶操纵性能好，推进效率高。本文以某喷水推进装置及其液压控制系统为研究对象，设计并验证了上位机监控系统，同时对倒航机构液压控制系统进行了机理建模和控制仿真分析，研究了两套喷水推进装置操舵机构的同步控制问题。 喷水推进上位机监控系统用于完成信号采样、屏幕显示、数据存储查询和通信等任务。本文依据系统稳定性和实时性要求，选择了高速稳定的AM3352微处理器和实时操作系统Windows CE。此外，针对采样通道数不足的问题，设计并实现了基于PIC微处理器的A/D采样模块。其次，针对现场信号干扰问题，采用隔离变压器，均值滤波和限幅滤波方法，取得了良好效果。最后，利用组态串口屏设计了系统显示界面，并与SQLite数据库配合，实现了数据查询和显示。 倒航机构转动是通过液压系统实现的，因此，文中建立了倒航机构液压控制系统机理模型，并采用滑模控制和PID进行了Matlab仿真。文中首先采用有效负载流量和负载压力的定义建立了阀控非对称缸模型，并将液压系统和倒航机构通过作用力臂联系起来，从而得到了控制系统开环传递函数。最后，从快速性、抗干扰性和抑制参数摄动三方面对比了滑模控制和PID控制。 大功率喷水推进船舶在进行转向、停泊等操作时，操舵机构需实现同步。为此，设计了基于异步控制器的同步控制方案。此外，设计了基于同步误差倒数的同步控制算法，该算法精度可调，能实现系统平缓启停。最后，设计了 PI同步控制算法，该算法经现场1:1喷水推进装置测试，可实现两操舵机构完全同步。 |
| 作者： | 王晓初 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 袁景淇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
