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船舶液压舵机系统建模及其智能云模型控制
| 论文题名： | 船舶液压舵机系统建模及其智能云模型控制 |
| 关键词： | 船舶液压舵机;仿真系统;云模型控制;轮机模拟器 |
| 摘要： | 现代船舶的航向控制一般由装备了自动操舵仪的自动舵系统来完成。船舶舵机是实现船舶航向控制的重要执行机构，其本身也是一种典型的位置随动控制系统。舵机的控制性能与船舶航行的操纵性、经济性和航行安全息息相关。本文对船舶液压舵机系统的数学模型和液压舵机系统云模型控制进行了系统的研究，并将所建立的液压舵机数学模型应用于轮机模拟器实际系统中，完成了液压舵机仿真系统并应用于船员培训;作者研究了基于云模型的智能控制算法，完成了船舶液压舵机系统云模型控制器设计和仿真验证。所完成的研究工作具体如下: (1)选择实船使用的川崎FE21-064型舵机系统作为研究控制对象，根据拨叉式液压舵机的结构特点、工作原理以及操作要求，采用模块化建模思想和液压传动相关理论，建立了船舶液压舵机系统的动态数学模型，并仿真验证了所建舵机数学模型的正确性和有效性。 (2)结合所建的船舶液压舵机数学模型，作者应用C语言和VC++软件开发完成了液压舵机系统的数学模型算法和二维可操作界面，设计并实现了舵机液压回路显示界面、舵机驾驶台操纵界面、舵机集控室报警界面和舵机驾驶台报警界面。采用实时仿真平台SUPERSIM实现了二维仿真界面和三维虚拟现实系统的信息交互，最终完成了DMS轮机模拟器中的液压舵机仿真系统开发，含有该液压舵机仿真系统的轮机模拟器已实际应用于管理级船舶轮机工程师培训。 (3)针对船舶液压舵机系统本身以及环境中存在的不确定性干扰因素，本文根据云模型算法不确定性推理思想，设计实现了应用于液压舵机控制系统的PD+I型云模型智能控制器。使用云模型控制器分别在单泵四缸和双泵四缸工况下对舵机系统进行控制仿真计算，仿真结果表明所设计的PD+I型云模型控制器对液压舵机的控制效果优于经典PID控制，具有良好的自适应能力和抗干扰能力，控制系统的快速性和鲁棒性都有所提升，为船舶液压舵机系统的控制研究提供了一种新的解决思路。 |
| 作者： | 黄永峰 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 郭晨 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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