基于AMESim-Simulink的电液伺服系统的控制器设计

为了获取电液伺服系统动态特性并进行控制器的设计,采用AMESim Simulink仿真平台对典型的电液伺服系统进行建模,仿真得到系统的响应特性曲线。运用Simulink线性化工具箱,获取系统的线性化传递函数等固有特性。运用Simulink控制器设计工具箱对电液伺服系统的控制器进行设计并验证了增大开环增益和增加零点校正对系统控制性能改善程度,确定该电液伺服系统的控制策略和控制参数。     

船舶电机伺服系统离散变结构优化控制方法

为了有效提高船舶电机伺服系统离散变控制精确度,对传统控制方法的控制函数进行优化,提出新型电机伺服系统离散变结构控制方法。确定伺服系统的切换函数并修正传统控制函数的幂次趋近率,添加扰动估计量值,对系统控制不确定项进行补偿,获取最终控制函数,对控制数据降维,完成控制函数的收敛校对,添加周期量,保证系统可以完成定位控制,实现船舶电机伺服系统离散变结构的整体高精度控制。实验数据表明,与传统控制方法相比,设计的控制方法跟踪控制精确率提高了13%,定位控制精确度提高了22%,可以有效提高系统控制精确度。     

减摇水舱试验台架系统无模型自适应控制

结合无模型控制的优点,首次将无模型控制理论应用到船舶减摇控制系统中.减摇水舱试验台架电液力矩伺服系统所采取的控制策略是设计减摇水舱试验台架的关键,针对模型控制策略对非线性系统的控制在应用中表现出的不足和局限性,采用无模型控制律对电液伺服系统控制器进行了设计和仿真研究.仿真结果表明:无模型控制器表现出优良的控制品质,跟踪性能良好,具有结构适应性,系统符合设计要求.     

基于ITAE准则的电液位置伺服系统仿真与优化

电液位置伺服系统是最常见的伺服系统之一，已广泛应用于各个行业。介绍了电液位置伺服系统的工作原理，在通过用ITAE准则优化方法对系统进行优化，并采用MATLAB仿真工具进行仿真后，再以具体系统为例，详细说明了仿真和优化的全过程。经ITAE准则优化方法优化后，通过仿真，可以发现系统的性能得到了较大改善。     

船舶航向的自适应自调节PID跟踪控制

[目的]针对遭受时变环境扰动且存在参数不确定性的船舶航向非线性控制系统,为满足其航向控制的实时性要求,[方法]结合自适应技术,提出不依赖于模型参数与未知输入的自适应自调节的船舶航向跟踪控制方案,并利用Lyapunov直接方法验证该控制律的有界性。[结结果]仿真结果表明,该控制器可以自适应自调节PID的控制增益,不仅继承了传统PID控制器的优点,还对未知时变扰动具有良好的鲁棒性。[结论]研究成果可为船舶航向的跟踪控制设计提供参考。     

基于模糊滑模控制的液压驱动单元位置伺服系统

主要研究了在未知扰动情况下机器人液压驱动单元的精确位置跟踪控制问题。液压驱动单元存在非线性、未知扰动等问题,从而影响了系统的控制性能。针对这一问题,首先,建立了液压驱动单元的非线性数学模型。其次,提出了一种基于模糊滑模控制的位置跟踪控制方案,该方案能很好地克服液压伺服系统存在的非线性、未知干扰等问题,通过模糊控制很好地解决了因滑模控制带来的抖振问题。仿真结果表明,相比于传统的PID控制,所提的控制方法具有更优异的控制性能。     

面向船舶智能航行测试的变稳船控制系统设计北大核心CSCD

[目的]智能航行控制系统作为智能船舶的大脑和中枢,其控制性能的好坏直接决定船舶航行的安全性和经济性,因此需要对船舶智能航行控制系统进行验证。面向智能船舶智能航行控制系统的验证问题,提出一种通用型验证平台——变稳船。[方法]首先,基于模型跟随原理提出一种变稳船系统架构,分析智能船舶三自由度上的运动特性,然后根据三自由度变稳目标定义位置变稳误差,采用滑模控制技术设计变稳控制器,最后,在Matlab软件中进行仿真验证。[结果]结果显示,提出的变稳控制方法能够有效跟踪模拟待模拟船,实现变稳性能。[结论]所做研究可为智能航行控制系统的验证提供新的思路。     

基于高增益观测器的船舶航迹鲁棒跟踪控制

为实现水面船舶的航迹精确跟踪控制,考虑了海浪干扰对控制系统的影响,提出了基于高增益观测器的鲁棒最优控制方法。首先,针对系统内部不确定性和外界扰动对控制精度带来的影响,建立了含有系统复合扰动的非线性航迹跟踪模型;进而,设计高增益观测器对系统复合扰动进行估计和补偿,并设计一个带有前馈补偿器的最优控制器,获得系统的期望跟踪性能。最后针对某船舶进行了航迹跟踪控制的数值仿真试验,仿真结果表明设计的控制器对外界海浪干扰有较好的抑制作用,可以实现船舶航迹的精确跟踪。     

基于交叉耦合的浮筏举升系统模糊PI同步控制

针对某浮筏电液举升系统多缸运动同步控制问题,基于阀控液压缸的位置伺服系统数学模型,采用交叉耦合模糊PI同步控制方式,设计了一种形式简单的四缸同步控制策略,仿真与实验结果验证了该控制方法的有效性。与传统的"等同式"PID同步控制策略进行的对比结果表明,本文提出的控制策略具有较高的同步运动精度和较强的鲁棒性。     

直驱式电液伺服系统的非线性不确定负载补偿控制研究

针对直驱式电液伺服系统的非线性不确定负载因数学模型无法准确描述而难以补偿问题,提出一种多滑模神经网络自适应控制策略。该控制策略结合了RBF神经网络对复杂非线性系统的强大映射能力以及响应速度快和滑模变结构控制的强抗干扰性2种控制算法优点,并利用Backstepping方法设计控制器。通过将传统滑模变结构控制中的非连续切换函数优化成连续可倒的切换函数,有效避免了传统滑模变结构控制的抖振现象。运用Lyapunov稳定性定理,理论证明了控制算法的稳定性,并通过仿真分析,验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性。     

舰船水上纵向运动非线性数学控制模型

传统舰船控制在理论基础中以舰船水上运动的二自由度作为参数进行计算,忽略舵机伺服系统中的航向偏差,导致对航行要素的分析出现误差,因此设计一种针对舰船水上纵向运动的控制模型。首先对舰船水上运动过程中的各自由度在舰船运动坐标系中进行分析,并以向量形式的数学方程来描述纵向运动非线性舰船的状态,在驱动力上叠加一个非线性变推力,通过控制航速的方式控制舰船纵摇的幅值,设计变推力开环施加流程,经过相位改变得到相位差,精准跟踪纵摇变化纠正舵机伺服系统航向偏差。仿真实验中,分别使用传统控制模型与设计的非线性数学控制模型进行实验。结果表明,设计模型仿真结果对于各航行要素的分析误差平均控制在5%以内,具有一定有效性。     

无人艇直驱式电液伺服舵机系统建模与仿真

喷水推进舵机在船舶行业被广泛用于实现船体的转向控制,是船舶最重要的辅件之一。直驱式电液伺服系统因结构简单、能源效率高而特别适用于喷水推进无人艇的舵机系统。本文以"精海"无人艇的喷水推进直驱式电液伺服舵机系统为研究对象,添加执行机构曲柄-滑块和喷水负载的模型,构建较精确和完整的舵机仿真系统。     

模糊离散变结构控制及在直流伺服系统中的应用

研究基于趋近律方法的离散变结构控制设计问题。提出一种新的趋近律,可以稳定于原点;并与模糊调节技术相结合设计了扰动估计器。将所提方法用于直流伺服系统的控制,仿真研究结果表明,所设计的控制器可以有效减弱抖振,并使伺服系统具有良好的跟踪能力和很强的鲁棒性。     

基于深度强化学习的智能船舶航迹跟踪控制

[目的]智能船舶的航迹跟踪控制问题往往面临着控制环境复杂、控制器稳定性不高以及大量的算法计算等问题。为实现对航迹跟踪的精准控制,提出一种引入深度强化学习技术的航向控制器。[方法]首先,结合视线(LOS)算法制导,以船舶的操纵特性和控制要求为基础,将航迹跟踪问题建模成马尔可夫决策过程,设计其状态空间、动作空间、奖励函数;然后,使用深度确定性策略梯度(DDPG)算法作为控制器的实现,采用离线学习方法对控制器进行训练;最后,将训练完成的控制器与BP-PID控制器进行对比研究,分析控制效果。[结果]仿真结果表明,设计的深度强化学习控制器可以从训练学习过程中快速收敛达到控制要求,训练后的网络与BP-PID控制器相比跟踪迅速,具有偏航误差小、舵角变化频率小等优点。[结论]研究成果可为智能船舶航迹跟踪控制提供参考。     

基于直接转矩控制的减摇鳍电伺服系统仿真研究

本文介绍了基于异步电动机直接转矩控制的减摇鳍电伺服系统基本结构和原理；并根据其控制原理，借助MATLAB6．5／Simulink5．0软件对该电伺服系统进行了建模和仿真，提出了一种按照海浪波倾角控制的计算方法；最后给出了仿真结果及分析。与传统的减摇鳍伺服系统相比，该伺服系统具有结构简单、制造和维护成本低、无变参数问题以及易于实现数字化等优点，并且具有良好的减摇效果。仿真结果验证了该伺服系统的正确性和有效性。     

Robust adaptive course-keeping control of under-actuated ships with the rudder failure北大核心CSCD

[目的]针对舵机故障、控制增益未知和海洋环境干扰情况下的欠驱动船舶航向保持问题,设计一种考虑舵机故障的船舶鲁棒自适应航向保持控制算法。[方法]通过结合鲁棒神经阻尼技术和自适应方法,对繁重的神经网络权值进行横向压缩,仅需设计2个自适应学习参数对未知增益和舵机故障参数在线补偿,以确保船舶在舵机故障的情况下能够有效执行航向保持任务。通过李雅普诺夫理论,证明所提出的控制器半全局最终一致稳定有界(semi-global uniform and ultimately bounded,SGUUB)。最后以“育鲲”轮为仿真对象,建立非线性Nomoto数学模型,在海洋干扰下进行对比仿真试验验证。[结果]结果表明,在此策略下,“育鲲”轮在舵机故障情况下平均舵角输出比仿真试验中所对比的传统方法降低了51%,可改善航向保持控制效果。[结论]研究结果可为欠驱动船舶的航向保持控制问题提供借鉴。     

船用大载荷升降设备控制系统设计与仿真

本文提出一种双电机主从伺服控制系统结构,根据末端钢丝绳柔性连接的特性建立伺服系统模型,通过仿真分析,改进位置环PID控制器,对位置误差调整和消除,以满足大载荷、高平层精度的控制要求。     

直驱式容积控制电液伺服系统及其在船舶舵机上的应用

介绍了直驱式容积控制电液伺服系统的组成、特点,并结合船舶舵机的应用背景,研制出了船舶舵机用的直驱式容积控制电液伺服系统试验样机,并对系统进行了相关理论分析和试验研究.研究结果表明,直驱式容积控制电液伺服系统作为船舶舵机的动力装置,其性能指标能够达到舵机的执行标准.与传统的液压舵机的动力装置相比,这种新型的船舶舵机动力装置具有节能高效、操作与控制简单、小型集成化、可靠性高等诸多优点,是一种有广泛应用前景的船舶舵机操舵装置.     

基于EASY5的船舶舵机电液伺服系统建模与仿真

电液伺服系统在船舶液压控制中有着极其重要的地位。采用目前先进的MSC EASY5软件对某船舶舵机电液伺服系统进行建模并仿真,仿真结果与实际运行情况基本吻合,这对分析舵机液压系统的静、动态特性,优化系统有着重要的意义。     

永磁直线同步电机位置伺服系统的模糊PID控制

在分析建立永磁直线同步电机(PMLSM)的d-q轴动态数学模型的基础之上,提出了采用三环控制结构的永磁直线同步电机位置伺服系统,该伺服系统采用模糊PID控制方法.重点针对位置环的模糊PID控制器进行了分析设计,并利用MATLAB/Simulink进行了系统仿真.通过与传统PID控制器的仿真比较表明,所设计的模糊PID控制器能够显著提高位置伺服系统的动态响应性能.