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船舶多航态对减摇鳍电伺服系统影响研究
| 论文题名： | 船舶多航态对减摇鳍电伺服系统影响研究 |
| 关键词： | 船舶;航态;减摇鳍;电伺服系统;非线性模型;水动力系数;力矩;基于遗传算法;系统仿真模型;横摇运动;振动运动;高性能控制系统;控制算法;整定;系统试验装置;伺服系统设计;控制器;电液伺服系统;鳍驱动系统;质的要求 |
| 摘要： | 本课题来源于哈尔滨工程大学211工程项目“减摇鳍电伺服系统试验装置”课题。现在的减摇鳍转鳍驱动系统采用的是电液伺服系统。随着减摇鳍电伺服系统也在加装在船舶上，但是电伺服系统中的电机对于转矩的控制比较严格。 本文首先对船舶横摇运动进行分析，目前研究船舶特性所采用的模型大都是线性的，线性模型运算简单，并在一定条件下完全可以替代实际系统复杂的动态非线性模型。但在波浪较大的情况下，用线性船舶模型进行船舶横摇运动的研究其误差很大，必须考虑用非线性模型。 然后介绍了振动薄翼理论Theodorsen理论。计算绕轴作正弦振动运动的鳍的动态水动力系数，给出了振动薄翼理论的应用，平板翼作正弦振荡运动水动力系数（即鳍水动力系数的振动解部分）的推导过程。 接着通过对鳍轴上力矩的分析，给出减摇鳍在水中作复杂运动时鳍轴上的力矩模型，并对鳍轴上所受的各种力矩分别进行讨论，给出实际的计算公式。对主要作用在减摇鳍上的三种力矩进行详细的推导，最后，把某舰上的减摇鳍作为鳍的模型，对鳍的力矩曲线进行了仿真，对多种航态下的转鳍力矩进行叠加仿真。 最后针对电伺服系统设计基于遗传PID整定的控制器，在MATLAB中建立系统仿真模型。在建模过程中，首先建立电机的仿真模型通过搭建的仿真模型，分别对常规PID和基于遗传算法整定的PID控制算法控制下的系统进行仿真分析。结果表明：基于遗传算法整定的PID控制方法在控制性能和鲁棒性方面都大大优于常规PID控制器，更能适应高性能控制系统对系统品质的要求。这也就为本控制系统的设计采用的控制算法确立了目标。 |
| 作者： | 王彬 |
| 专业： | 模式识别与智能系统 |
| 导师： | 金鸿章 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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