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双体船尾压浪板伺服系统设计研究
| 论文题名： | 双体船尾压浪板伺服系统设计研究 |
| 关键词： | 穿浪双体船;尾压浪板;交流伺服系统;模糊控制;工程整定 |
| 摘要： | 穿浪双体船在诸多领域都显示着其突出的性能，具备无可比拟的优势，所以世界各国对其关注度也越来越高。而在高速航行时的纵摇对其性能影响较大，因此，一般采取的措施是在双体船尾部加装一尾压浪板，并配合其它附体装置来减小纵摇。本课题的目的是研究并设计一套双体船尾压浪板伺服系统，实现对双体船尾压浪板的转角及其加载力矩的控制。 首先，本文对课题的研究目的及其意义进行了概述，根据系统的功能要求和设计指标，完成了一种双体船尾压浪板电伺服系统的设计方案。整个系统主要包括三个部分：驱动控制部分、加载控制部分和上位机信息传输部分，其中驱动控制部分用于对尾压浪板转角的控制；加载控制部分用于对负载模拟力矩的控制；上位机信息传输部分用于对指令信号的给定以及对相关参数实时监测、显示。 然后，对驱动部分进行了建模与分析，给出了基于矢量控制与SVPWM驱动控制系统的设计方法，并给出了各环PI控制器参数的工程整定方法；然后利用模糊控制对驱动系统位置环控制器进行优化设计；最后利用MATLAB对所搭建的尾压浪板驱动系统进行仿真与分析，证明了所给出的驱动控制系统设计方法可以达到系统性能要求。 接着，对压浪板加载系统进行建模与分析；接着提出基于直接转矩控制DTC及其改进方法的加载系统设计方案；然后研究了PWM逆变器的原理与实现，说明了加载电机四象限运行情况；最后利用MATLAB对所搭建的尾压浪加载系统进行仿真与分析，证明了所设计的加载控制系统的有效性。 其次，基于TMS320F28335DSP完成了系统控制器的主要硬件电路与其搭配程序的设计工作；利用实验室虚拟仪器软件LabVIEW设计与开发了上位机软件，使其具备数据监测以及系统参数设置和控制等功能。 最后，利用实验室设备，对所提出的尾压浪板伺服系统设计方案的软硬件进行了相关试验，包括A/D校正实验、绝对值编码器读取试验以及波形生成与采集试验。证明了所提出的双体船尾压浪板伺服系统设计方案可行性，这对工程设计人员俱备较好的参考价值。 |
| 作者： | 李海宝 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 刘胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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