船用燃气轮机进口导叶系统的建模及仿真

某型船用燃气轮机的进口导叶系统(Inlet Guide Vane system,IGV system)原采用气动控制系统,现参考航空发动机和重型燃气轮机的设计,改造为液压控制。为对此进行研究,基于Simscape工具箱,建立了液压控制的船用燃气轮机IGV系统模块化仿真模型。同时,利用该模型,借助模糊控制理论,对当前IGV系统中液压控制普遍使用的PID控制逻辑进行了优化。仿真结果表明：利用Simscape工具箱搭建的新型船用IGV系统仿真模型具有一定的可行性,且优化后的控制逻辑能有效提升IGV系统的运行效果。     

无人机倾斜转弯飞行控制系统设计与仿真

针对倾斜转弯(BTT)无人机飞行控制中的多变量强耦合问题,研究了一种适用于BTT无人机的反演算法,以实现飞行控制系统的自适应解耦控制。根据采用倾斜转弯控制无人机的基本特性,建立无人机的非线性控制模型,并将其转化为适用于反演设计的反馈块模型。在此模型上,基于反演的非线性控制系统设计方法,加入自适应神经网络逼近系统中存在的不确定性,基于Lyapunov稳定性理论推导了自适应调节律,设计了无人机飞行系统控制律。仿真结果表明该控制器能够实现控制解耦目的,且对指令信号跟踪效果良好,验证了该设计的有效性和可行性。     

基于LabVIEW的舰船主机遥控系统的设计和开发

为了保障舰船柴油主机的可靠运行,主机遥控系统的开发和优化具有重要的意义。主机遥控系统可以对舰船柴油主机远程监控,实时的对其工作参数调节,对柴油主机的性能有很大影响。本文系统介绍船舶柴油主机的遥控系统工作原理,并针对该遥控系统,结合Lab VIEW可视化编程技术对其进行自动化和控制上的优化,建立基于Lab VIEW的舰船柴油主机远程遥控系统,进行模拟和仿真实验。     

基于GD-FNN和参考模型的无人艇航向鲁棒自适应控制

为使无人艇在复杂环境干扰下能按希望要求改变航向,本文设计了一种基于广义动态模糊神经网络和参考模型的鲁棒自适应控制器.首先针对因环境干扰产生的不确定干扰项基于广义动态模糊神经网络建立了无人艇运动控制的逆动态模型,设计了模糊神经网络的自适应率以进一步调整神经网络权值,并结合无人艇运动控制模型的参考模型设计了无人艇航向鲁棒自适应控制器,然后通过Lyapunov稳定性理论,证明了基于该控制器的无人艇航向控制系统的稳定性,最后采用半物理仿真实验验证了该控制方法的有效性和准确性.     

自适应逆控方法的无人艇航向控制

无人水面艇(Unmanned Surface Vehicle,USV)的复杂性、非线性和多变量等特征使得其控制问题一直是难点和热点.支持向量回归机(Support Vector Regression,SVR)作为模型控制问题的一种新方法,能避免过学习、陷入局部极小点,获得全局最优解,有很大的发展前景.将SVR引入USV的航向控制,提出自适应SVR逆控制方法,以输入输出反馈线性化理论为基础,进行逆动态模型和逆误差补偿项的离线辨识,并将辨识的逆模型作为控制器,构造出直接自适应逆控制系统模型.最后通过仿真实验表明该控制方案具有良好的动态响应性能和控制效果.     

舰船电气设备虚拟维修系统的设计与实现

文章围绕舰船电气设备的维修训练和考核需求,规划设计虚拟维修系统的组成结构和软件模块,运行状态转换控制流程及数据通信交互模式,详细阐述了训练考核教控管理、三维模型显示交互、数学模型仿真计算等软件功能。利用Lab VIEW、3DMAX和Post Engineer软件联合开发,研制完成了舰船海水淡化装置虚拟维修系统,实现虚拟现实交互、运行特性仿真、实时数据通信和训练考核评估等性能。     

船舶自适应逆控制操舵

经典反馈控制将对象动态响应的控制和噪声的消除放在同一个过程中进行,这种方法往往会产生为了满足一个指标而牺牲另外一个指标的矛盾.本文介绍了一种新的控制方法--自适应逆控制,阐述了自适应逆控制的特点,讨论了自适应逆控制系统的三个基本单元--对象建模、逆控制器建模和扰动消除器.自适应逆控制将对象动态响应的控制和噪声的消除分开来考虑,解决了上述经典反馈控制的矛盾.在仿真软件Matlab上进行船舶自动舵仿真时,分别采用了自适应逆控制方案的ELS(增广最小二乘)算法和经典反馈控制的PID(比例积分微分)算法.仿真结果表明了自适应逆控制的优点.     

基于自适应算法的柴油机调速系统研制

摘要：在柴油机调速过程中,针对柴油机PID控制器参数一经确定不能在线调整的问题,以6135型柴油机为控制对象,以MATLAB／Simulink作为软件平台,深入研究了自适应控制的基础理论,设计了一种模型参考自适应控制器,建立了柴油机电子调速系统仿真模型,进行了控制系统仿真研究。结果表明,新设计的智能型自适应控制器能在线自动整定最佳控制参数,优于传统的PID控制,具有良好的自适应性和智能性。     

基于模糊自适应滑模方法的AUV轨迹跟踪控制

针对水下航行环境中自治水下机器人(Autonomous Underwater Vehicles,AUV)航迹精确跟踪问题,提出一种基于模糊自适应滑模方法的AUV航迹跟踪控制算法。在建立AUV系统动力学模型基础上,将其运动通过变结构滑模控制律结合模糊逼近设计出AUV航迹跟踪控制系统,采用模糊系统实现模型未知干扰的自适应逼近,基于Lyapunov稳定性理论,讨论了闭环系统的稳定性。在考虑加入外界干扰的条件下使用Matlab/Simulink软件,进行数值仿真,模拟轨迹跟踪能够达到稳定并且较平滑连续跟踪预定航迹,对干扰有较好的抑制作用。仿真结果表明了所提控制方法的有效性。     

波浪数据采集与双向振荡波浪发电装置仿真

波浪发电装置能量转换效率是表征其性能的重要指标,而各转换部分相关的数据均需要通过复杂、繁琐和成本极高的传统测试方式获得。通过Lab VIEW设计了一套波浪数据采集系统,利用虚拟仪器采集发电装置所在水域的波浪数据。同时,基于AMEsim建立波浪振荡发电装置的仿真模型,通过给定模拟信号,仿真液压系统中马达的压力、转速和扭矩特性曲线。与传统的实测数据进行对比分析,验证了仿真的合理性,仿真结果可为波浪发电装置设计的可行性和参数优化设计提供一定的参考。     

船舶航线控制系统设计与实现

现阶段船舶航线控制系统虽然运算简单,但存在精度低、在风浪环境下适应性差等问题,已导致船舶运行过程中稳定性控制能力低的现象。因此,基于自适应PID系统和Visual Basic语言的智能航线控制系统对船舶航线控制系统进行设计,以提高对船舶航线的控制单元自适应能力,使船舶运动轨迹更加清晰可控,并通过大量的仿真试验证明了仿真船舶控制系统设计更为有效,尤其是在外界有干扰的情况下对船舶航线的控制更加直观、可靠。     

基于C/S架构的船舶电站网络化无线监控系统设计

基于C/S网络化架构,设计了一种船舶电站无线远程多机监控系统。系统采用本地和远程两级分布式控制体系,可实现在C/S模式下监控系统的服务器与多台远程客户端同时进行电站监控。文中介绍了船舶电站监控系统的总体框架,提出了基于本地基站监控系统与远程无线监控系统的两级监控体系架构,通过在Lab VIEW平台上嵌入TCP/IP无线网络通信协议,实现本地服务器与远程客户端两级之间的实时通信及船舶电站状态监控;分析了基于Lab VIEW平台的远程无线监控系统软件的设计要点,并通过实验验证了系统的可行性和稳定性。该监控系统界面友好,功能完善;相对于传统的现场总线监控,这种两级网络化监控是一种更加灵活方便的智能监控模式,操作方便,易于实现。     

船用蒸汽发生器给水系统的容错控制

为提高二回路控制系统的可靠性,以蒸汽发生器给水系统为对象,设计基于BP神经网络的水位容错控制系统。利用Matlab/Simulink仿真平台,建立容错控制仿真模型,并与蒸汽发生器的集总参数仿真模型联合,分别对水位传感器恒偏差、恒增益和卡死故障进行仿真测试。仿真结果表明,容错控制系统的故障诊断模块能够准确、迅速地诊断出传感器故障并启动容错控制模块进行容错控制,使得蒸汽发生器的水位能够稳定在设定值附近,系统运行稳定。基于BP神经网络的容错控制系统对于修正蒸汽发生器水位传感器的故障有效,可用于蒸汽发生器给水控制系统的设计,提高系统的可靠性。     

基于X-LMS自适应逆控制理论的船舶自动舵研究

本文分析了自适应逆控制理论和X—滤波LMS自适应逆控制算法，并针对船舶自动舵特点，用修正传递函数的方式来稳定船舶操纵模型，使用LMS算法对船舶进行模型参数辩识和控制器的设计。仿真结果表明，与PID控制相比，X—滤波LMS自适应逆控制算法具有动态响应快，抗扰动性好等特点。     

动力定位船舶自适应反步逆最优循迹控制

针对动力定位船舶的循迹任务,提出了一种基于逆最优思想的自适应反步控制器,并对误差系统的稳定性进行了分析。首先对无干扰的动力定位船舶线性化模型设计最优跟踪控制器,利用时变Riccati方程进行反步状态变换得到误差系统,再基于 Lyapunov 函数对定常干扰设计自适应律和使系统渐近稳定的控制律,最后给出此控制律作用下的最优性能指标。该方法不用论证带有H∞范数的广义Riccati代数方程可解性,避免了传统非线性 H∞鲁棒控制需要求解 Hanmilton-Jacobi-Issacs(HJI)方程的问题。动力定位船舶的循迹控制仿真研究验证了算法的有效性。     

基于模糊神经网络滑模控制的船用螺旋桨磨抛并联机器人抗抖振研究

为了解决船用螺旋桨高阶曲面打磨问题,避免传统手工操作生产效率低、劳动强度高、精度难以保证的问题.采用并联机器人控制系统,考虑了模型外部扰动的非线性多变量系统,提出了基于模糊神经网络的非线性系统自适应滑模控制策略,设计了滑模控制法控制器.通过比较控制的多种方式,建立了RBF的辨识模型,仿真分析其逼近能力,在此基础上,设计神经网络滑模控制器,并进行仿真验证.在保证机器人控制系统具有抗干扰性和鲁棒性的基础上,削弱常规滑模控制的抖振问题.仿真结果证明:非线性系统自适应滑膜控制策略具有良好的抗负载扰动、参数摄动的特点,为智能控制在并联机器人滑模控制中的应用提供了很好的理论依据.     

三位协同下船舶主机起动备车仿真研究

以全回转港作拖船为研究对象,针对船用柴油机的备车起动过程,建立船舶操控的三位协同环境,利用船舶驾驶模拟器,将由虚拟手操作得到的主机备车起动系统运行控制指令以ADO通信方式存储到数据库中,利用Lab VIEW SQL Toolkit的数据通信,将得到的控制指令在Lab VIEW上实时显示.以Matlab/Simulink建立船用柴油机起动准备逻辑和起动鉴别逻辑,以及主机供油量、转矩、转速的仿真数学模型,将实船参数代入进行实时动态仿真,实现了船用主机起动逻辑控制模拟,其输出的主机起动转速与时间的关系曲线可以指导船员在船舶驾驶模拟器的操作训练中很好地控制船用柴油机的逻辑起动过程,从而达到训练船员的目的.     

采用动态逆方法设计非线性航行体深度控制器

本文介绍了非线性系统的动态逆控制器设计方法，其主要用于消除系统的非线性因素，最科得到一个线性动态模型。然后，用其在设定深度和初始条件下为某型非线性水下航体设计了深度控制系统，并在不同初始条件下进行了仿真研究。仿真结果表明，用动态逆方法设计的非线性航行体深度控制系统在不同初始条件下，都具有很好的动、静态特性，较好地解决了非线性航行体的深度控制问题。     

自适应模糊滑模变结构制导律研究

针对拦截高速机动目标的目的,基于平行制导的方法,提出了一种具有强鲁棒性的模糊自适应滑模制导律,使用自适应模糊推理机来逼近引起抖振的变结构控制的符号项,通过Lyapunov函数证明了其稳定性。此控制律可以应用于仅有视线角速率、目标机动且其加速度无法测量的导弹制导系统。利用自适应模糊系统的万能逼近能力以任意精度进行逼近系统中未知函数,克服了系统模型不确定性和外界干扰对制导控制系统的影响。仿真表明,所设计的制导律能够有效的减弱系统抖振,并保证了系统的鲁棒性和较小的脱靶量。     

模型参考自适应下的永磁同步电机无传感器矢量控制

基于模型参考自适应(MRAS)算法基本原理,研究永磁同步电机转子位置以及转速估算算法,将MRAS算法应用于永磁同步电机无传感器矢量控制系统中.Matlab/Simulink环境下搭建基于MRAS算法的永磁同步电机无传感器矢量控制系统仿真模型,对电机在启动、转速突变以及负载转矩突变的工况进行仿真试验和结果分析,仿真和实验结果验证该控制系统具有良好的控制性能,MRAS算法可以准确估算出电机转子位置以及转速.