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船舶变频液压舵机智能控制技术研究
| 论文题名： | 船舶变频液压舵机智能控制技术研究 |
| 关键词： | 船舶机械;舵机操控;变频技术;模糊控制 |
| 摘要： | 基于变频技术的船舶变频液压舵机是一种新型液压调速系统,它由变频器、普通电机、定量泵、转舵机构等构成,通过变频器改变电机的供电频率改变电机转速,调节液压回路流量,实现对转舵机构的控制。船舶变频液压舵机系统结构简单,具有传动效率高、节能、可靠性高等特点。但该系统是一种典型强负载干扰、参数时变及多耦合的非线性系统,传统基于线性理论的控制方法不能解决该系统低速稳定性、换向平稳性及响应快速性等实用方面存在的问题,亟需研究和开发新的智能控制器,以满足船舶舵机系统的控制性能要求。 本文结合船舶舵机执行标准,进行了以下几个方面研究工作。首先根据船舶变频液压舵机系统设计要求,通过机理法与实验法相结合方式建立系统的数学模型,并对系统进行稳定性分析和频域分析,为控制方案选择提供理论依据。其次为提高船舶变频液压舵机系统鲁棒性、响应快速性,提出模糊自适应PID和单神经元自适应PID控制方案。通过IVlATALB/SIMULINK软件对提出的控制方案和常规PID控制分别进行系统仿真对比,并对控制方案进行优选。最后设计完成基于LabVIEW的测控系统,实现船舶变频液压舵机系统实时控制和在线数据采集,通过试验数据分析,对方案选优进行验证。 本文分别采用模糊自适应PID和单神经元自适应PID作为船舶变频液压舵机系统的控制器,通过测控系统实现对系统的控制和数据采集。试验表明两种控制方案性能指标满足船舶舵机执行标准,为变频液压系统取代原有船舶舵机泵控系统的实用化进行了有益的探索。实现船舶变频液压舵机智能控制对于船舶航行来说具有很重要的意义,不仅能够降低舵机系统在船舶电力系统的负荷系数,获得节能降噪的效果,而且改善舵机机舱的工作环境,有利于工作人员的身心健康。随着变频技术不断发展,船舶变频液压舵机系统在船舶航运业将具有广阔的应用前景。 |
| 作者： | 曾胜斌 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 林少芬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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