基于BP-PID船载电动绞车电机控制研究

船载电动绞车在作业时由于受到风浪影响而导致负载变化较大,采用传统的PID算法进行绞车电机控制时参数调整较为困难。基于BP-PID算法实现一种采用同步电机驱动的电动绞车控制方法。在阐述了同步电机控制机理的基础上,建立BP神经网络算法的数学模型,通过Matlab/Simulink软件构建BP-PID控制系统仿真模型,仿真并分析了响应性、超调性和抗干扰能力。结果表明,与常规PID控制器相比,所设计的BP-PID器具有更快的响应速度、极低的超调性和更强的抗干扰能力,能较好地满足船载绞车电机控制的性能要求。     

潜艇深度PD-模糊控制仿真研究

针对单一控制方法对潜艇深度控制效果不佳的问题,开展了PD控制与模糊控制有机结合的潜艇深度复合控制方法研究。以潜艇垂直面运动为例,设计了潜艇深度PD-模糊控制器以及纵倾模糊控制器。利用Matlab/Simulink的Aerospace工具箱建立了潜艇三自由度仿真模型,并分别开展了PID控制器和复合控制器在不同工况下的仿真试验。仿真结果表明,与常规PID控制器相比,该复合控制器具有响应速度快、抗干扰能力强、鲁棒性好等特点。     

基于模糊智能控制的船用可调螺距桨系统仿真研究

介绍船舶可调螺距螺旋桨系统的特点并建立该系统的数学仿真模型。常规采用PID控制器来控制推进装置，虽然它是过程控制方法中应用比较广泛的一种控制器，具有简单、鲁棒性好和可靠性高等特点，但它仅对线性定常系统的控制非常有效。对于非线性、时变性的复杂控制系统如可调桨系统，采用PID控制器不能达到理想的控制效果，它的超调值较大、响应时间较长、系统动态品质较差。为了弥补常规PID控制器的不足、改善控制效果、满足复杂控制系统的设计要求，采用模糊控制理论对可调桨进行智能控制。本文简要说明模糊智能控制规则的建立及其仿真结果。结果表明：可调桨的模糊控制方法比常规的PID控制方法具有更为突出的特色和优点。     

船舶可调桨螺距模糊PID控制器设计

针对柴油机驱动的船舶可调桨推进系统,从运动学和动力学角度建立与其适应的船桨系统、柴油机系统、调速控制系统和螺距控制系统的运动模型。同时运用模糊控制和PID控制理论,在Matlab仿真平台上设计可调桨螺距的模糊PID控制器,调试运行使之与可调桨动力性能相匹配,得到相应螺距偏差、偏差变化率和螺距控制输出量隶属度数据。通过仿真过程离线计算得到模糊控制器输出控制量查询表,从而设计完成可调桨螺距的模糊PID控制器。针对可调桨螺距控制,给定车钟指令信号和脉冲干扰信号。仿真实验结果证明,模糊PID控制器能有效避免可调桨控制跳动问题,且其控制速度、精度和灵敏度较传统PID控制器具有显著优势。     

船舶可调桨螺距模糊PID控制器设计

针对柴油机驱动的船舶可调桨推进系统,从运动学和动力学角度建立与其适应的船桨系统、柴油机系统、调速控制系统和螺距控制系统的运动模型.同时运用模糊控制和PID控制理论,在Matlab仿真平台上设计可调桨螺距的模糊PID控制器,调试运行使之与可调桨动力性能相匹配,得到相应螺距偏差、偏差变化率和螺距控制输出量隶属度数据.通过仿真过程离线计算得到模糊控制器输出控制量查询表,从而设计完成可调桨螺距的模糊PID控制器.针对可调桨螺距控制,给定车钟指令信号和脉冲干扰信号.仿真实验结果证明,模糊PID控制器能有效避免可调桨控制跳动问题,且其控制速度、精度和灵敏度较传统PID控制器具有显著优势.     

基于S120的光电复合缆绞车驱动控制系统设计

长距离光电复合缆绞车收放过程中的张力控制与速度同步是绞车驱动控制的一项关键技术,针对该绞车的驱动控制系统,设计了一种基于西门子S120变频器驱动并采用PLC控制,牵引、储缆张力速度可控,具备自动排缆功能的电动变频驱动控制系统设计方案。     

Buck变换器的模糊控制系统设计及仿真

针对船舶直流区域配电系统中Buck变换器精确数学模型难以建立、经典控制系统设计困难的问题,提出了Buck变换器的模糊控制系统的设计方法和步骤,并建立了仿真模型。仿真结果表明,在Buck变换器输出电压的控制方面,模糊控制系统与经典PID控制系统相比,在超调量、震荡次数等控制指标上均有明显的优势。     

基于模糊自适应PID的水下某型拖带绞车张力控制方法研究

为保证某型水下绞车设备在进行潜水拖带作业时被拖带设备速度平稳,要求缆绳张力大小适度且稳定,为此,将模糊自适应PID控制器应用于张力控制系统,并采用磁粉制动器作为执行部件,在建立张力控制数学模型的基础上,对控制器的结构和控制规则进行分析。利用MATLAB对系统进行仿真,证明该方法既满足水下绞车对缆绳张力的要求,又具有快速响应、超调小的优点。     

基于模糊自适应PID的潜艇深度控制

针对潜艇水下空间运动非线性、参数时变和强耦合的特点,以六自由度方程为模型,设计了基于模糊自适应PID的深度控制系统,并引入积分分离控制,解决了深度控制存在偏差大幅度变化而不易使用积分控制的问题;通过仿真实验证明了该系统的可行性和优越性。实验结果表明,该控制方法相对于常规PID控制,能有效地提高潜艇深度控制的动态性能,控制精度和抗干扰能力,同时减小了舵机的耗损。     

船舶航向PID型模糊控制器研究

航速变化及由此引起的干扰使得船舶航向控制较为困难。基于常规max-min型Mamdani模糊控制器(fuzzy controller,FC),再增加积分项,将PD型模糊控制器与PI型模糊控制器相并联,构造了一种新的船舶航向PID型模糊控制器。该模糊控制器充分利用了常规PID控制器的设计经验来调节参数。不同航速下的5 446TEU集装箱船及"育龙"号实习船模型仿真结果表明,与常规PID控制器和模糊控制器的效果相比,不但航向设定值跟踪控制性能得到了保证,还具有更好的鲁棒性和抗干扰能力。     

模糊自适应PID控制器及Simulink仿真实现

常规PID控制对非线性、时变系统的控制效果不是很理想,文章提出将模糊技术与PID控制相结合的控制方式,即模糊自适应PID控制器,并结合实例在Simulink环境中实现了该模糊自适应PID控制器的仿真。仿真结果表明,该模糊自适应PID控制具有控制灵活、响应快和适应性能强的优点。     

模糊自适应PID控制算法在自航模运动控制中的应用

当前船舶制造和海洋航行迅速发展,对船舶的操纵性提出更高要求。为了模拟船舶在实际航行中的操纵性,通常建立自航模模型模拟船舶的横向运动和轴向运动。本文主要针对当前已有的自航模运动控制模型,引入模糊自适应PID控制算法模拟船舶的航行控制。通过建立自航模模型并对PID控制器和模糊自适应PID控制器进行仿真并比较,可以得知模糊自适应PID控制算法可以显著提高自航模的横向运动和轴向运动的响应速度及稳定性。     

基于分离模糊PID控制的柴油机调速器仿真研究

针对PID控制器在柴油机调速系统中存在的不足,文章利用Matlab Fuzzy Logic工具箱及仿真平台,建立柴油机电子调速器的数学模型,并设计了一种分离模糊PID控制器.通过和传统PID控制的仿真比较,体现了分离模糊PID控制的优越性,仿真结果表明,分离模糊PID控制器使柴油机的控制效果显著提高,能够很好地满足柴油机运行指标的要求.研究结果对电子调速器的研制具有一定的理论指导意义.     

基于模糊理论的船舶减摇鳍控制系统研究

以船舶减摇鳍控制系统作为研究对象,应用模糊控制理论提出一种基于Fuzzy推理的模糊控制器并完成模糊控制器的理论实现。基于船舶横摇运动的线性方程对不同浪向下的船舶横摇运动进行了系统仿真。仿真结果表明,与常规PID控制相比,基于Fuzzy推理的模糊控制器具有更好的控制效果和更强的鲁棒性。     

模糊神经网络控制在调速系统中的应用研究

针对无刷直流电机(BLDCM)调速系统的特点,在分析BLDCM(Brushless DC Motor)的数学模型的基础上建立了控制系统的仿真模型,设计了一种新的模糊神经网络控制器FNNC(Fuzzy Neural Network Controller),并运用遗传算法优化模糊神经网络结构和改进在线学习算法,将其应用到直流电机调速系统中。仿真试验表明,该方法较传统PID控制有更好的控制效果。     

船舶柴油机缸套冷却水温度模糊PID自适应控制及仿真

介绍了船舶柴油机缸套冷却水温度模糊PID自适应控制器设计方法,并在Matlab的Simulink环境下对控制系统进行仿真,模糊自适应PID控制器将传统PID控制经验的优点和模糊控制的灵活性、自适应性相结合,系统输出响应的过渡过程平稳、系统的超调量小、过渡时间短,具有良好的动、静态性能。     

基于PLC的深海ROV光电复合缆绞车控制系统设计研究

针对深海超长距离光电复合缆的收放、张力保护、自动排缆等问题,给出一种采用PLC和S120变频器控制的光电复合缆绞车控制系统方案。该方案可在S120变频器的驱动下,实现牵引绞车双摩擦轮同步和负荷分配,储缆绞车恒张力排缆以及自动排缆装置的联合控制。     

模糊切换型船舶运动PID控制器

航向改变时船舶航迹变化过程可以分为瞬态区域和稳态区域。根据不同区域中不同的性能指标,提出了一种把常规PID和TS-PID模糊控制器以模糊切换方式相结合的模糊切换型PID控制方法。该方法集成了常用PID和模糊PID控制方式的优势并弥补了各自的不足,模糊切换方式实现了二种控制器之间的平滑切换。应用钝性定理证明了二阶Nomoto船舶模型的切换型PID控制系统的输入、输出稳定性,并用遗传算法优化控制器参数。与模糊PID控制器的对比仿真实验,表明所提出的方法可以有效提高船舶运动控制的各项性能指标。     

基于MATLAB6.5的模糊Smith预估系统的仿真研究

在实际控制系统中,时滞是一种难以回避的问题.用常规的PID控制很难达到令人满意的控制效果.用Smith预估器可以解决因时滞而导致的系统不稳定的问题,但常规的Smith预估器抗干扰能力较弱.本文利用模糊控制器鲁棒性好的特点,设计了一种模糊Smith预估系统,仿真结果表明系统的各项性能指标有了较大的提高.     

基于模糊自整定PID控制器在UUV中的应用研究

在设计UUV控制系统时,实际输出与理论输出总存在一定的偏差,设计一个好的控制系统须进行反复的实验和调试,这是一个相当烦琐的过程。论文根据作者对Matlab仿真软件包的应用研究,讨论了如何利用Matlab命令方式和Fuzzy Logic Toolbox、Simulink可视化方法来有效地解决控制系统的设计和仿真问题,设计了模糊自整定PID控制器,并进行了仿真分析。仿真结果表明,利用Matlab设计模糊PID控制系统快速简单,可视化强,具有模糊控制器快速、适应性强的特点,完全能够满足UUV控制系统中姿态、定深等设计需要。