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深海采矿船运动模拟平台系统控制方法研究
| 论文题名： | 深海采矿船运动模拟平台系统控制方法研究 |
| 关键词： | 深海采矿船;六自由度平台;阀控缸系统;模糊PID控制;模拟试验 |
| 摘要： | 深海采矿船运动模拟平台是水力提升式深海采矿模拟试验系统中的重要组成部分。目前，深海采矿模拟系统的研究主要集中在集矿子系统和扬矿子系统两方面，对采矿船运动模拟平台的研究较少。深海采矿船作为水面支持子系统，与集矿子系统和扬矿子系统作业的安全性和有效性密切相关，使得深海采矿船运动模拟平台的研究意义更加重大。 在我国大洋多金属结核采矿系统技术方案工程背景下，针对深海采矿模拟试验系统，提出了基于六自由度并联机构的深海采矿船运动模拟试验研究方案，并在此基础上建立了运动模拟平台，旨在模拟采矿船在深海矿区作业环境下的运动特性，为我国深海采矿系统研究提供理论分析与技术参考。论文的主要研究内容如下: 1)根据深海采矿船的作业条件，对四、六级海况下的海浪进行数值模拟分析，得出采矿船在随机海浪作用下的纵横摇运动和升沉运动响应。 2)建立了阀控缸系统的非线性数学模型，并引入S函数对系统正反向运动进行统一化处理，通过比较阀控缸系统理论模型仿真曲线与实际试验输出曲线，验证了所建立理论数学模型的有效性。 3)在Simulink中建立阀控缸的常规PID控制器，同时进行参数调整以达到较好的控制效果，并在此基础上运用模糊控制理论建立模糊PID控制器，仿真结果表明:模糊PID控制一定程度上克服了阀控缸系统的非线性，调节时间更短，超调量更小，控制效果明显提高。 4)运用模糊PID控制器对运动模拟平台进行工作性能测试并与仿真结果比较，试验结果表明:该平台能够较好地进行不同海况下，针对简谐波响应下的单自由度和多自由度复合运动模拟，可以满足采矿船运动模拟的要求，通过比较证明仿真模型有效。 |
| 作者： | 王明峰 |
| 专业： | 机械工程(机械电子工程) |
| 导师： | 刘少军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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