基于数据丢包的网络控制系统的模型及稳定研究

随着互联网技术的发展,以太网逐渐被引入到工业控制领域.对于一个网络控制系统,网络带来的系统时滞和丢包是不可避免的,因此,在对网络控制系统的建模中,必需重点考虑时延和丢包的影响.研究网络控制系统的丢包模型,针对该模型用传统的PID算法对系统进行仿真实验,并分别阐述了在网络丢包情况下,控制系统的稳定性问题.     

基于广义预测控制的船舶可调桨网络控制系统研究

可调螺距螺旋桨(CPP)控制系统是船舶推进系统的重要子系统.随着船舶推进系统在响应速度、操纵性能等方面的要求不断提高,CPP控制系统已从传统的控制系统发展到分布式的网络控制系统,而网络控制的引入必然产生不确定的网络时延.因此,采用支持向量机,广义预测控制和队列机制的混合控制方法设计了网络控制器,有效地补偿网络时延对CPP控制系统产生的不利影响.     

网络技术在船舶控制系统中的运用

本文以工业以太网和现场总线技术在控制系统中的运用说明了网络技术在控制领域的迅速发展,介绍了网络技术在船舶控制系统中的应用,指出了需要进一步研究和改进的问题.     

两种品牌的PLC产品在同一控制系统中的融合运用

随着控制系统总线技术的成熟和网络技术的发展,对分布式节点以集中架构为基础,通过PLC组网进行控制和管理的方法得到了广泛的应用,大大加强了系统的统一性和实用性,方便了组织管理和系统维护.然而,由于不同品牌的PLC产品和技术分归于不同的厂商,会产生不同硬件、软件产品之间缺乏沟通和协作,以及缺乏通用性等问题,也势必会产生技术壁垒和屏障.基于系统的完整性和统一性的考虑,应当尽量避免不同品牌的PLC产品一起混用的现象.但是,由于某些原因,可能不得不面对将不同的PLC产品融于同一个网络中进行控制的问题.黄骅港就遇到了此种情况:在以A-B Controlnet网络为基础的控制系统中,加入了以安川PLC为控制基础的7号取料机(R7)和9号取料机(R9),实行统一管理和控制.     

海上船舶定位系统频域与时域分析方法

在社会经济快速发展的今天,我国综合国力不断提升,对海洋资源的开发与利用,已经成为未来发展的必然趋势。由于海洋环境过于复杂,在海面工作的过程中,动力定位船必须要有良好的抗干扰能力。由于时滞现象等问题很容易造成控制系统网络延迟、推进器响应滞后等问题,最终影响系统的稳定性和安全性,通过加强对海上船舶定位系统频域和时域的分析,确保船舶能够有效抵御外界风浪等环境因素,提高海洋环境作业的安全性和稳定性。     

小型船舶电力推进控制系统的研发

船舶的动态特性具有强耦合、非线性、大时滞和大惯性等特点,并且风、流和浪等外部随机干扰也随着不同海况发生很大的变化,推进控制很难用精确的数学模型进行描述.根据船舶螺旋桨的推进特性,在阐述小型船舶电力推进系统的组成及运行特点的基础上,分析了推进电机控制的要求.采用矢量型变频器,设计了以菲尼克斯PLC为核心的控制系统,分析了系统的硬件配置和软件编程.实验结果表明,设计的控制系统能够满足控制功能要求,改善控制性能,提高系统控制可靠性.     

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.     

网络环境下无人水面艇航向控制器设计

无人水面艇自主航行中受到外部环境干扰及在控制中心-执行器网络通道中存在网络诱导特性(如网络诱导时延、数据丢包等)的影响,会降低系统性能,影响航向控制系统的稳定性.为了能使无人艇按照设定航向快速、稳定地航行,提出一种基于网络的无人艇航向控制策略.首先,建立基于网络的无人艇航向控制系统模型.基于这个模型,运用Lyapunov稳定性理论和凸分析方法导出能使网络环境下无人水面艇航向控制系统渐进稳定的控制律,并设计基于网络的航向控制器.通过仿真验证所提出方法和设计控制器的有效性.     

基于IDEFO的NCW指控概念模型研究

为了适应信息时代变革的发展,以及应对新世纪各种复杂任务所带来的挑战,美军根据网络中心战(NCW)的思想,提出了一个基于网络为中心的指挥控制概念模型-网络中心战指挥控制概念模型.以功能化的建模方法IDEFO对该模型进行了描述,并将其与传统的指挥控制概念模型进行了比较,在分析其特点的基础上,对基于网络为中心的指挥控制过程和思想有了较好的认识,同时也为开发适应新形势需求的指挥控制系统打下了基础.     

粒子群优化PID的舰船电动机控制系统

舰船电动机具有强耦合、大时滞等复杂变化特性,当前控制系统无法对舰船电动机进行高精度的控制,控制效果差,为了提高舰船电动机控制精度、加快舰船电动机控制速度,提出基于粒子群优化PID的舰船电动机控制系统。首先分析当前舰船电动机控制系统的国内外研究进展,阐述舰船电动机控制系统的工作原理,然后建立舰船电动机控制系统的数学模型,采用PID方法对其实时控制,根据控制误差,引入粒子群优化算法对PID控制器的比例、积分、微分进行调整,最后与其他舰船电动机控制系统进行对比测试,结果表明,本文系统的舰船电动机控制精度要优于对比舰船电动机控制系统,而且解决了对比系统的舰船电动机控制效果差缺陷,能够更好对舰船电动机进行控制。     

网络控制系统诱导时延的自适应补偿研究

在网络控制系统中,网络诱导时延是造成系统性能下降甚至不稳定的基本因素.为了有效地抑制网络时延对网络控制系统性能的影响,提出了一种基于BP神经网络补偿的自适应PID控制方法,在不改变已有PID控制器控制参数的情况下,实现了对网络时延的在线自适应补偿.仿真结果表明,与传统的PID控制器比较,该方法能有效补偿网络时延的影响.     

船舶永磁同步电机网络控制延时的节能研究

以中铁渤海轮渡的永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)应用的直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)-空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)系统为研究对象,设计了一个网络控制系统(Network Control System,NCS)的量化器;根据NCS的数据传输特性,推导出由传感器的数据传输延时导致的发电机组功率额外输出的延时-功率关联公式,分析了NCS中网络延时与发电机组额外输出功率之间的定量关系,并使用VS.NET编写程序进行数值仿真。仿真结果证明了网络延时可增加额外功率消耗;同时说明了:减少NCS的网络延时,对电力推进船舶节约能源消耗具有重要意义。     

基于FGU的船体变形测量技术中时间延迟补偿方法研究

基于光纤惯性测量单元(Fiber Gyro Unit,简称FGU)的角速率匹配法是船体变形测量技术的发展方向,但是在实际应用中两套测量单元之间存在时间延迟,会影响船体变形测量精度。该文分析了时间延迟的产生机理以及时间延迟对变形估计的影响。并基于二阶马尔科夫模型对船体变形建模,建立卡尔曼滤波状态方程和量测方程,提出了一种时间延迟补偿方法,将时间延迟扩充为状态量,对其进行实时的估计和补偿。最后通过仿真并结合实船试验数据,对比分析了时间延迟补偿前后的变形估计效果,验证了此方法的有效性。     

船舶CPP推进系统的网络控制

可调螺距螺旋桨(Controllable Pitch Propeller,简称调距桨CPP)是船舶推进系统的主要设备。随着船舶装备的不断改进,控制系统已发展到以计算机为核心的网络控制系统。针对船舶智能推进系统优化设计的应用背景,引入网络控制技术构成分布式CPP控制系统,并采用自适应模糊逻辑调节法构成网络PI控制器,以补偿网络时延对控制系统稳定性的影响。     

基于DSP的船舶电力推进系统滤波装置控制器设计

小型船舶电力系统中非线性负载多、谐波污染严重。针对这一情况,本文设计一款基于DSP的电力系统滤波装置控制器,该控制器结构简单,稳定性好,实验证明该控制器能有效降低谐波污染,具有一定实用价值。     

延时对有源滤波器补偿性能的影响

采用有源滤波技术对舰船大容量独立交流电力系统的电能质量进行综合治理已成为必然趋势。本文以三相三线并联型有源滤波器为研究对象,分析了造成并联型有源滤波器补偿电流响应时间延迟的成因,推算了不同阶次谐波的补偿失效率和时间延迟的关系,提出了针对补偿延时的超前拍PI控制策略。仿真和样机实验证实了理论的正确性。     

具有相位补偿功能的过零检测方法研究

本文针对电力电子电路中谐波信号过零检测不准确的问题，提出一种带有相位补偿功能的过零检测方法。计算机仿真表明，此种方法可以有效地提高过零检测的准确性。     

FIDIC合同条件下由工程款延期支付引起的工期索赔计算

国际工程中经常发生工程款延期支付的现象,一般容易造成索赔事件,对于由工程款延期支付引起的费用索赔承包商较为容易计算,而对于工期索赔的计算存在诸多困难。文章在FIDIC合同条件下,根据合同条款的有关规定,提出了用比例法和权利补偿法进行工期索赔计算的思路。