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基于自抗扰的船用电控柴油机推进控制研究
| 论文题名： | 基于自抗扰的船用电控柴油机推进控制研究 |
| 关键词： | 船用电控柴油机;推进系统;转速控制;自抗扰误差反馈控制律;有限时间;反双曲正弦函数滤波器 |
| 摘要： | 电控柴油机以其低油耗、低污染和高功率，成为船舶主动力的发展方向之一。研究电控柴油机推进系统的相关控制问题，既可优化运行和管理，更对实现航运业节能减排有重要意义。针对船用电控柴油机推进控制系统存在模型偏差和负载扰动等不确定性因素引起控制系统动作频繁、控制输入饱和以及测量扰动的问题，本论文进行了基于自抗扰的船舶电控柴油机转速控制策略的研究，具体内容如下: 基于齐次有限时间收敛自抗扰的船用电控柴油机转速控制系统研究:运用齐次有限时间收敛方法设计自抗扰误差反馈控制律环节，并进行了有限时间收敛证明。就常规自抗扰调节参数多，理论分析困难的情况，运用反双曲正弦函数设计了微分器、观测器，使改进的微分器、观测器调节参数少且理论证明简单。仿真结果表明，改进算法在船用电控柴油机转速控制中具有较好的控制效果。 带死区和抗饱和扰动补偿的有限时间收敛自抗扰控制及其应用研究:针对复杂海况引起船用电控柴油机推进控制系统不可预测负载扰动，导致控制系统动作频繁，甚至出现控制输入饱和的问题，设计了带死区和抗饱和扰动补偿的有限时间自抗扰控制算法，并进行了稳定性证明。将改进算法应用到船用电控柴油机推进控制系统中，通过仿真实验表明，控制系统抗扰能力提高，收敛速度加快，可抑制不可预测负载扰动的影响，降低控制系统动作频率，改善控制输入饱和时的控制性能。 基于信号处理的有限时间收敛自抗扰控制及船用电控柴油机转速控制的应用研究:针对复杂海况等外扰以及负载扰动等因素引起的测量扰动问题，研究了有限时间收敛自抗扰控制的主动抗扰动能力，提出了基于反双曲正弦函数数据处理的有限时间收敛自抗扰控制算法。将改进算法应用到船用电控柴油机转速控制系统中，仿真实验表明该算法能够抑制测量扰动。 基于反双曲正弦函数滤波的离散自抗扰控制研究:针对离散电控柴油机转速控制系统受测量扰动影响的问题，本文提出了基于离散反双曲正弦函数信号处理的，离散有限时间收敛自抗扰控制算法。采用基于离散反双曲正弦函数的滤波器处理系统输出信号，以达到抑制测量扰动的目的。利用有限时间收敛理论和离散滑模控制理论，设计了离散自抗扰误差反馈控制律，参数自适应化减少了系统调节参数。仿真结果表明，改进算法调节参数少，控制性能较好，能够抑制测量扰动。 |
| 作者： | 王源庆 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 任光 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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