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内河船舶数字化舵机智能控制技术研究
| 论文题名： | 内河船舶数字化舵机智能控制技术研究 |
| 关键词： | 内河船舶;数字化舵机;智能控制;模糊自整定;控制策略 |
| 摘要： | 数字化舵机控制技术采用数字化控制技术与液压舵机系统相结合，充分利用了数字化控制技术响应速度快、抗干扰能力强、控制精度高等优点，弥补了传统液压舵机系统效率低下、精度低等缺点，并且传统液压舵机由于其结构缺陷，常有液压油泄漏情况发生，对内河环境造成了污染。然而，在目前的内河船舶中，基于建造维护成本和船员自身素质的考虑，对于舵机的控制普遍采用传统液压控制手段。在全球“节能减排”的大背景下，航运业也提出了“绿色航运”概念。所以，对于内河船舶而言，急需一种新型的舵机控制技术来满足新时代的需求。数字化舵机控制系统作为一种较为新兴的技术，无论在系统性能方面，还是绿色航运方面，都有着无可比拟的优势，拥有广阔的市场前景。 本文采用理论与实验相结合的方法，对船舶数字伺服控制系统的设计与实现进行了详细的研究和探讨，并结合我国《钢质海船入级与建造规范》和IMO《国际海上人命安全公约》（SOLAS公约）对船舶舵机及控制系统的要求，主要在以下几个方面开展工作： 首先，根据目前内河船舶舵机的控制方式，分析其弊端，并与数字化控制技术进行对比，凸显数字化舵机控制的优势，为其后的控制方案设计与选型提供可行性支撑。 其次，通过比较模糊自适应PID控制与经典PID控制的优缺点，提出模糊控制策略。并通过MATALB/SIMULINK软件对系统模型进行仿真分析，以证实设计方案的可行性。 再次，将模糊自整定PID控制策略应用于实际的舵机控制系统中，基于西门子S7-200PLC开发了控制程序。并从电气控制部分和液压系统部分两方面，对系统的组成及其原理进行了详细阐释。针对控制系统的电气部分，对整个系统的硬件配置方案进行了深入探讨。 最后，结合南通航运职业技术学院的国家级重点实验室轮机自动化模拟机舱的变频液压舵机系统，将本文研究内容付诸实践，并对其做出了相关的试验分析，得出结论。 本文利用先进的数字化智能控制手段，对传统内河船舶舵机的控制方式进行了改进。首次采用了大量的数字化装置，为数字伺服控制技术的实际应用提供了有益的探索，以取代原有的内河船舶舵机控制技术。 |
| 作者： | 季禹 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 刘国海;孙旭 |
| 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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