基于PLC的船舱内温度自动控制方法研究

为了提高对船舱内温度的自动调节能力,进行自动控制系统优化,设计一种基于PLC的船舱内温度自动控制系统。控制设计包括控制算法改进设计和控制系统的硬件模块设计两大部分,首先进行自动控制系统的总体设计,然后采用模糊PID控制方法进行船舱内温度自动控制算法优化,最后采用嵌入式技术对控制算法进行程序加载,采用PLC逻辑可编程芯片进行控制系统集成设计。系统仿真结果表明,采用该控制方法进行船舱内温度自动控制调节,控制误差较低,收敛性较好,满足设计要求。     

单片机船舶导航自动控制系统

在传统船舶导航自动控制系统中,导航角度与控制角度存在一定的偏差,导致船舶实际输出控制量超出导航偏差修正范围,自动控制变量精度降低。为了提升自动控制系统的控制精度,提出采用单片机的船舶导航自动控制系统。利用单片机的高度集成性,建立导航信号与控制器信号的容错处理框架。在框架基础上,对导航角度与控制量之间的偏差进行高精度计算。获得高精度偏差系数后,根据偏差系数对控制量进行容错控制计算,从而提升船舶导航自动控制精度。最后,通过与传统控制系统的控制精度对比实验,证明提出设计系统的有效性。     

基于云计算的船舶电子信息交互系统

传统船舶电子信息交互系统在海量数据云端计算交互过程中,由于系统硬件交互协议支持不足,加之交互系统内部算法对数据优先读写计算逻辑存在不足,导致信息交互系统整体读写交互能力下降,网络交互吞吐量受到极大的影响。针对上述问题,文章提出基于云计算的船舶电子信息交互系统设计:1)对传统信息交互硬件进行Qos协议支持硬件优化改进,创建新的Qos云计算信息交互平台硬件;2)引入Qos硬件交互逻辑,完善对接新旧设备与数据;3)引入交互资源优先调度分布算法,对交互中的信息进行优先交互逻辑的计算,优化信息交互逻辑,提升数据交互活跃性与数据吞吐能力;4)通过仿真实验证明提出设计系统的可行性与有效性。     

交流变频调速技术下船舶起重机械负载均衡处理

传统船舶起重机械负载运行过程中,存在运行调度指令响应速度慢,控制效率低的问题。针对问题产生原因,对起重机控制架构指令算法进行分析,提出交流变频调速技术下船舶起重机械负载均衡处理。首先,采用变频均衡调度算法对传统调度算法进行均衡参数关系量的修正计算;其次,引入均衡逻辑算法对调度信号控制逻辑进行优化。最后,通过设计的仿真实验,验证证明提出设计具有控制调度指令响应速度快,控制效率高,满足设计要求。     

高精度船舶自动操舵双闭环驱动控制系统

现有舰船上采用的操舵控制系统主要针对单闭环驱动,在双闭环驱动船舶上,经常出现转速驱动反馈动力反馈不足的问题。极大地影响船舶整体控制性。为此,提出高精度船舶自动操舵双闭环驱动控制系统。通过创建高精度操舵建模分析单元,对船舶双闭合驱动的多项数据进行综合采集与模型数据分析,完成硬件创建工作。在硬件平台基础上,添加双闭环频域控制算法,对双闭环驱动反馈数据的频域量进行调整计算,完成软件算法引入计算。实验证明,提出的高精度船舶自动操舵双闭环驱动控制系统,具有动力数据处理响应速度快、稳定好、鲁棒性强等特点,充分证明了设计的可应用性。     

大型船舶横向非线性减摇自适应控制系统

传统船舶横向非线性减摇控制系统使用PID模糊控制器,在随机复杂海浪情况下横摇角恢复慢,减摇控制效果差,因此设计一种大型船舶横向非线性减摇自适应控制系统。系统硬件设计中设计了整体硬件架构,并针对减摇鳍的构造与船舶行驶特征设计工作流程,调整角度实现减摇;软件设计中,利用改进的无模型自适应控制方法嵌入到系统中,引入混沌遗传优化算法增强自适应能力,增强控制效果。为验证设计系统的控制效果,设计实验,设计系统的减摇率为24.67%,与传统系统相比提高了7.34%,说明设计系统减摇控制性能更优越。     

基于减聚类-自适应神经模糊推理的船舶航向保持控制设计

为解决船舶在非线性和不确定性条件下的常规航向保持控制参数难以确定和性能较差的问题,提出一种基于减法聚类和神经模糊推理系统(SC-ANFIS)的船舶航向保持控制设计。基于鲁棒PID控制,借助减法聚类算法的学习能力对输入样本进行聚类分析,优化模糊量化和模糊规则,继而用神经-模糊推理的方法解决船舶的不确定性问题和非线性控制问题;同时,为避免维数灾难等问题发生,采用多维隶属度函数设计一种可在线自调整的基于SC-ANFIS的航向保持控制系统,并设计仿真试验进行对比分析。仿真试验结果表明,在存在模型参数摄动和干扰的情况下,基于SC-ANFIS的航向保持控制系统可行、有效,能取得良好的控制效果。     

基于单片机的船舶调距桨自动推进控制系统研究

现有船舶动力推进装置普遍采用调距桨作为动力推进发生装置,在动力发生过程中需要对应的动力电机控制参数控制,才能使调距桨产生最大的推进力。但是,现有的推进控制系统在对动力电机控制上无法匹配对应参数。导致推进控制力降低,电机供电转数失常,影响船舶的动力输送。因此提出基于单片机的船舶调距桨自动推进控制系统研究。通过创建基于单片机的动力控制硬件,对传统控制硬件进行更新;再通过引入自适应推进算法,实现动力电机参数的自动调整控制效果。最后,通过对比实验证明提出设计系统的可行性。     

嵌入式单片机控制下电子变压器智能冷却调控系统

传统船舶电子变压器冷却调控系统存在调控逻辑问题。由于调控逻辑只对老式机械触点反馈方式进行感知,因此在电子变压器局部温度升高时,不能及时感知反馈,造成变压器老化速度加快,甚至导致损坏的问题。针对此问题,提出设计基于嵌入式单片机的船舶电子变压器智能冷却调控系统。利用基于嵌入式单片机工艺的PLC控制芯片,构建PLC智能调控平台硬件。通过此平台硬件对船舶电子变压器状态数据进行实时动态全面采集。同时,引入电子变量算法,对传统调控逻辑存在的问题进行针对性解决。最后通过仿真实验证明,提出设计的基于嵌入式单片机的船舶电子变压器智能冷却调控系统,能够解决传统冷却调控系统控制感知调控不足的问题。     

船舶运行过程中自适应智能航线控制系统设计

针对传统独立PID船舶智能航线控制系统,航线角度误差较大的问题,设计了新型船舶自适应智能航线控制系统。通过C6713型DSP处理芯片和84HCSL595型锁存扩展芯片,构建船舶三项电机驱动系统,实现船舶前进方向控制;在传统PID控制算法上引入智能模糊算法,对船舶航线角度进行智能精确计算,获取角度误差和角度误差变化率数值,为驱动系统提供方向指令,减小航线误差。仿真实验数据表明,新设计的智能航线控制系统航线平均角度误差,比传统独立PID船舶智能航线控制系统小9.859 8°左右。