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船舶减摇鳍智能控制及其模拟系统的研究
| 论文题名： | 船舶减摇鳍智能控制及其模拟系统的研究 |
| 关键词： | 船舶运动控制;减摇鳍;控制参数;PID控制;遗传算法;模拟仿真 |
| 摘要： | 船舶的剧烈摇荡会对船体结构与主要部件有严重的损害,降低船舶航速以及稳定性,导致船员身体健康情况下降,降低船上工作人员的工作效率,严重的摇荡甚至会造成船舶倾覆沉没。而在船舶的六种摇荡的运动中,横摇运动对船舶的危害性最大。因此寻求一种行之有效的方法来降低船舶横摇是在船舶运动控制的领域一直备受大家关注的课题。船舶减摇鳍系统则是在应用与研究方面最为广泛的一种主要式的减摇装置。 本文以船舶减摇鳍控制系统为研究对象,分析了基于PID控制策略的船舶减摇鳍控制及其模拟系统,其目的是为了对船舶减摇鳍进行控制研究并在仿真系统控制台上生成显示出减摇鳍的控制参数以及相关参数之间的关系。 作者从海浪谱入手,分析了随机波浪的构成,构造了船舶横摇运动仿真中需要的波倾角模型,并根据实际船舶的相关系数进行了修正,建立了海浪模型并用Matlab工具对其进行了仿真研究。 论文结合大连海事大学教学实习船“育鲲”轮与“北海救115”的实际参数建立起了船舶的横摇模型,并对其在一定的海况下进行了仿真计算。作者对船舶进行了开环控制和PID控制算法的系统仿真,并分别进行了对比。给出了船舶横摇运动的相关曲线。 论文讨论和验证了将遗传算法应用于船舶减横摇控制的可行性。通过遗传算法对PID控制器的参数进行整定,并给出仿真结果及分析。 结合所在实验室的模拟系统,作者在减摇鳍控制模拟系统上实现了相关控制算法和仿真参数及曲线显示的软硬件相互协调的工作过程。根据船舶减摇鳍控制台模拟系统的相关需求,实现了VC++6.0对Mtalab的调用,实现了数据传输、读取与算法调用的功能。通过Flash制作了船舶减摇鳍控制系统的操作界面,并完成了VC++6.0与Flash界面的数据通信,实现了数据的实时显示与参数的相关关系曲线的绘制,可以直观地显示鳍角的变化。 |
| 作者： | 刘忠伟 |
| 专业： | 控制工程 |
| 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： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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