船舶主机数字调速仿真训练器的研制

为了研究船舶主机调速系统的特性和控制算法,将船舶主机调速系统的性能要求转化为复合PID控制算法的问题,研制基于Nabtesco MG-800Ⅲ的数字调速仿真器。非线性PID实现主机转速控制,其比例增益、微分增益和积分增益分别是控制偏差的非线性函数。模糊自整定PID实现主机油门的位置控制,其PID的3个参数随着偏差和偏差变化速度,根据模糊控制原理进行在线修改。物理仿真结果表明,数字调速器的非线性模糊自适应PID算法能提高调速系统的动态精度和抑制扰动的能力。     

主机数字调速器的研究与实现

为了提高船舶主机的稳定性和操纵性,进行了主机调速系统动态特性和控制算法的研究,在此基础上进一步综合分析了远洋船舶主机在恶劣海况、频繁启停下调速的一些问题.为此,设计了PID 数字调速器,将船舶主机调速系统的性能要求转化为复合PID控制问题.PID 具有非线性、微分先行、变速积分、步进式给定、变死区、抗饱和、滤波和重复控制补偿的功能.物理仿真结果表明.PID 调速器能有效提高系统的动态精度和抑制扰动的能力.改善主机转速的稳定性.PID 将人一机特性应用于主机调速具有重要意义.     

船舶主机调速系统的鲁棒PID控制研究

调速系统是船舶主机遥控系统的核心组成部分,目前国内外先进的船舶主机调速系统大多采用了数字式调速器,使主机遥控向“智能化”方向发展．常规的PID控制最主要的问题是参数整定问题,一旦整定完毕,在整个控制过程中将是固定不变的,而在实际系统中,由于过程中会出现状态和参数的不确定,系统很难达到最佳的控制效果,严重的话可能导致系统的不稳定．该文介绍了鲁棒PID控制在船舶主机转速系统中的应用,由仿真结果可知,该控制方法有良好的控制性能和鲁棒性．     

船舶航向模糊自整定操舵控制器的研究

船舶航向操舵控制是个典型的非线性系统,而工程上经常使用的常规PID(Proportional Integral Differential)控制器则为线性控制,至于模糊控制虽为非线性控制,但稳态精度不高。将常规PID控制与模糊控制相结合,基于Norrbin非线性系统模型和模糊自整定PID控制器的设计步骤,提出一种新的船舶航向控制算法,即船舶航向模糊自整定操舵控制器,并针对5 446标准箱的集装箱船舶,用Matlab进行了仿真计算。仿真结果表明,该控制算法可以使船舶航向控制从动态和稳态上都具有较好的精度,跟踪响应迅速,超调量小。     

减摇鳍模糊参数自整定PID控制器设计及仿真研究

以船舶减振鳍控制系统作为对象，应用模糊控制理论，提出一种基于Fuzzy推理的PID参数自整定控制器，完成在线PID控制器参数模糊自整定的理论实现。并且在考虑船舶模型的非线性和不良浪向下，对系统进行了仿真。仿真结果表明，与常规PID控制相比，基于Fuzzy推理的PID参数自整定控制器，具有更好的控制效果和更强的鲁棒性。     

改进型PID参数神经网络自学习的船舶操纵控制器

船舶操纵的模型参数具有非线性、慢时变特性。船舶操纵的传统控制方法的操纵性能不能令人满意。本文讨论一种应用改进型BP神经网络实现PID参数自整定的控制方法。此法能根据船舶动态特性的变化，自动重新整定PID参数，从而改善了操纵性能和鲁棒性，     

基于BP神经网络的PID参数自整定的船舶操纵控制器研究

船舶操纵的模型参数具有非线性、慢时变特性。船舶操纵的传统控制方法的操纵性能不能令人满意。本文讨论一种应用BP神经网络实现PID参数自整定的控制方法。此法能根据船舶动态特性的变化，自动重新整定PID参数，从而改善了操纵性能和鲁棒性。     

基于PLC的船舶主机遥控系统设计与实现

为了解决船舶主机无触点遥控系统出现的故障,分析了无触点主机遥控系统的特点,给出了其故障解决方案,设计并实现了基于S7-200PLC的主机遥控系统.S7-200主机遥控系统具备自动停车、自动启动(重启动、重复启动)、自动换向、自动制动、应急操纵、速度PID自整定调节、死区控制、速度和负荷限制、安全保护等功能,在工程船和远洋船上得到了成功应用.结果表明,应用S7-200PLC提高了主机遥控系统的可靠性、快速性和稳定性.     

在线自整定PID控制的船舶自动舵

介绍了继电型自整定PID控制的基本原理及PLC实现的基本方法,设计了基于PLC的在线自整定PID船舶自动舵.该自整定PID自动舵能够自动适应船况和海况的变化,实现无扰动切换、变增益调节等功能,克服了舵机振荡.实船应用证明了该自整定PID船舶自动舵的有效性.     

全集成船舶主机遥控系统的研究及实现

文章以工程船中速主机为研究对象,分析了原主机遥控系统的特点及缺陷,根据西门子船舶工业全集成机舱自动化系统的解决方案,采用西门子标准化组件SIMATIC,设计了基于S7-200 PLC的船舶主机遥控系统,该系统具有停车、启动(重启动、重复启动)、换向、制动、应急操纵、速度PID在线自整定调节、死区控制、速度和负荷限制、安全保护等功能,提高系统的可用性和运行可靠性,在中石化海洋运输船舶中心的工程船(“胜利212”和“胜利214”)上得到了成功应用。     

基于单神经元PI的船用异步电机无速度传感器仿真

针对船用异步电机转速辨识不精确而导致的控制系统不稳定问题,使用基于模型参考自适应系统的无速度传感器技术取代传统的转速检测装置对转速信号进行估测。根据神经网络的自学习和自适应能力,设计了一种单神经元自适应PI调节器以实现控制参数的在线自整定,克服了传统PI控制器在非线性和时变系统中控制能力差的缺陷。结合异步电机矢量控制技术,使用基于转子磁链模型的转速辨识算法对电机转速进行估测,将单神经元PI控制器应用于转速估测系统,实现对电机转速的精确估计。仿真结果表明,相对于传统控制器,设计的单神经元自适应PI调节器响应速度快,参数自调节性能强,转速估测更为精确。     

基于重复控制的全数字单相逆变电源研究

本文建立了PWM逆变器的数学模型.介绍了重复控制理论,为了改善逆变器波形质量,提出了一种基于改进型重复控制的单相逆变器系统的设计.采用DSP实现了数字闭环控制方案,设计了系统硬件和软件,并进行了实验.实验结果证明带重复补偿的逆变系统波形质量好,精度高,输出电压波形畸变率小;该控制系统既有较好的稳态性能,又有较快的响应速...     

双体船尾压浪板伺服系统重复控制研究

为了解决WPC（穿浪双体船）尾压浪板的高精度位置控制问题,将重复控制应用在伺服系统中充当控制器,通过设计的重复控制PID控制器,使得WPC尾压浪板位置伺服系统具有高精度及鲁棒性好的特点,且具有较好的动态性能和稳态性能。针对PMSM（三相永磁同步电机）做了重复控制PID系统的仿真分析,并与常规PID控制作比较。仿真结果表明,重复控制PID控制可有效提高位置伺服系统精度,且使系统具有更强的鲁棒性,在动态和稳态性能方面都表现出较大优势。     

舰用高精度激光陀螺惯导内杆臂误差分析及补偿方法研究

对于高精度激光陀螺旋转惯导系统,大部分惯性器件误差都能够通过惯性测量单元（ IMU）旋转而调制掉,内杆臂误差不仅不能够被调制掉,反而因为 IMU旋转将误差引入到系统对准和导航过程中。基于此,本文对内杆臂误差进行分析与建模,推导内杆臂误差与导航速度误差之间的数学表达式,通过分析确定内杆臂长度和振动频率是影响内杆臂误差的2个因素,并提出基于内杆臂长度的误差补偿方法。最后,通过试验对内杆臂误差模型和补偿方法进行了验证。     

优化复合控制技术在有源电力滤波器中的应用

为提高单相并联型有源电力滤波器(APF)的补偿精度,本文提出了一种静止坐标系下的PI和带前馈的重复控制相结合的电流复合控制策略,利用PI控制的快速性来保证系统的动态性能,改进的带前馈的重复控制用来保证APF的补偿精度,同时前馈的引入可以减小次谐波的影响,增强了系统的稳定性,理论研究和实验结果表明复合控制策略可以有效提高单相APF的滤波性能。     

基于电压补偿的六相永磁同步电机三电平驱动系统与两电平变频驱动系统的比较

六相永磁同步电机及其驱动系统具有诸多优点,对其研究具有重要意义。然而六相永磁同步电机相间的耦合较为严重, d-q电流存在扰动。为了减小扰动现象,本文提出基于电压补偿的控制策略,与六相永磁同步电机三电平变频调速系统相结合,进行仿真论证。本文建立六相永磁同步电机双dq模型,设计基于电压补偿的控制策略,与不进行补偿的控制策略进行对比分析,仿真研究结果论证了基于电压补偿的控制策略优于无补偿的控制策略.。此外本文基于电压补偿的控制策略,结合六相永磁同步电机三电平变频驱动,本文还对六相永磁同步电机三电平变频驱动与两电平变频驱动的性能进行了仿真分析。仿真结果表明六相永磁同步电机三电平变频驱动系统较两电平变频驱动系统谐波畸变率更低,转矩的抖动更小。基于电压补偿的六相永磁同步电机具有更好的工程使用价值。     

船舶电力推进系统VC与DTC调速控制策略建模与仿真研究

为研究不同永磁同步电机调速控制策略对船舶大功率推进电机调速性能的影响和在电力推进系统中的适用性,在推进电机及其螺旋桨负载数学模型的基础上,建立永磁同步电机矢量控制(VC)系统和直接转矩控制(DTC)系统.根据实船系统建立船舶电力推进系统并进行仿真,分析在船舶加速工况下2种控制策略的调速性能以及船舶电站的稳定性.仿真结果表明;2种控制策略都有很好的控制效果,在保证良好的调速性能同时,保持整个系统的稳定性,二者在船舶电力推进系统中都具有一定的适用性.     

某舰载伺服系统位置控制器设计与仿真研究

基于某舰载伺服系统的仿真模型对系统位置控制器设计了模糊自整定PID＋输入前馈控制等四种控制算法，在MATLAB／SIMULINK环境下进行了仿真比较分析。仿真结果表明，模糊自整定PID＋输入前馈控制可获得更优的控制效果。