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.     

船舶液压舵机控制系统的仿真研究

随着水路运输的不断发展,对于船舶的灵敏性和安全性要求在不断提升。舵机作为控制船舶航向的重要设备,其转舵能力直接影响了船舶在海上运输的安全。本文以川崎FE21-064-T050船舶液压舵机控制系统为研究对象,运用液压传动学的相关理论和模块化建模办法,模拟船舶航行状态,建立船舶舵机的动态数学模型。在Simulink环境下对液压舵机控制系统进行建模,借助闭环PID控制器调节,进行转舵仿真实验,验证船舶液压舵机控制系统的准确性及有效性,并优化控制策略。     

船舶舵机液压系统的构成及仿真研究

舵机是船舶航行方向的控制器,决定了船舶的操纵性能,目前装机量最大的船舶舵机是电动液压舵机。由于船舶在航行时不仅受到动力系统的作用力,还会受到海风、海浪等干扰的作用力,因此,研究船舶舵机的电液控制系统,提高船舶舵机性能有重要的意义。本文首先介绍了船舶舵机的结构与工作原理,然后对船舶舵机的水动力特性进行分析,建立了船舶舵机液压系统数学模型,最后对船舶舵机液压伺服控制系统进行了基于平台Simulink组件的仿真。     

高速高频舵机系统的设计准则研究

高速高频舵机的高速转舵控制和正弦转舵控制与舵机系统输出功率及截止频率密切相关.为了研究高速高频船舶舵机的设计准则,建立了基于ADAMS、AMESim和MATLAB的联合仿真模型.基于该仿真模型,分析了舵机系统输出功率及截止频率对舵机性能的影响,得出了高速高频舵机的设计准则.     

基于自抗扰控制器的船舶电动舵机控制系统设计

针对经典PID控制无法满足船舶电动舵机系统指标要求的问题,设计一种基于自抗扰控制器的控制算法。分析了船舶电动舵机的数学模型。针对舵机控制对象设计二阶自抗扰控制器,建立基于自抗扰控制器的舵机控制系统。利用Matlab对舵机带负载工作进行仿真,对文中所提出自抗扰舵机控制器与经典PID舵机控制器进行对比分析。结果表明,文中所提出的自抗扰船舶电动舵机控制器能够满足舵机在负载大范围变化以及存在外界干扰时所需的响应速度,并有效改善动静态特性,抗干扰能力强,鲁棒性好,控制效果优于经典PID舵机控制器。     

基于电液比例技术的内河船舶液压舵机改造

研究了内河船舶液压舵机的现状和不足,分析了电液比例阀的特点;应用电液比例阀和可编程控制器对内河液压舵机从硬件和软件上进行了改造,实现了内河船舶航向控制。     

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。     

某大功率远洋拖船舵机故障分析及解决方案

舵机作为船舶航向控制的核心,在船舶航行中起重要作用,船舶在海上航行伴随着高风险,舵机的每一次故障都有可能产生毁灭性的后果,因此提高舵机故障分析和解决能力显得尤为重要.随着船舶技术的不断发展,变频技术已经在舵机系统中得到广泛应用,这对轮机管理人员提出更高的要求.     

嵌入式技术船舶舵机随动控制方法

传统船舶舵机控制方法存在舵机随动性控制误差偏大的问题。为此,利用嵌入式技术设计一种新的船舶舵机随动控制方法。通过设计船舶舵机水下部分的随动误差量抽象模型,得到舵机运动控制过程中随动控制量的误差值,然后利用嵌入式神经网络对控制量的误差值进行修正,并通过嵌入式技术对修正函数进行驱动定义,保证修正参量的稳定。为了验证该方法的可行性,设计仿真实验进行对比性验证,并得出可行性结论。     

基于神经网络的船舶舵机控制系统设计

传统船舶舵机控制系统只适于控制对象是线性系统且时延和阶数等已知的情况,但在实际应用中,船舶舵机控制过程受船舶运行情况和航行环境的影响,属于随机过程.为此,设计一种新的基于神经网络的船舶舵机控制系统,依据功能要求设计船舶舵机的不同控制模型,再设计整体控制系统结构.通过设计4个不同层次的控制器结构,实现神经网络控制器的整体设计,利用神经网络算法对控制器中的参数进行学习和调整,神经网络控制器输出结果即为船舶舵机控制结果.实验结果表明,所设计系统控制效果好,不易受外界环境的干扰.     

基于冗余技术的舵机控制系统设计与应用

舵机作为维持及改变船舶航向的重要辅机设备,其可靠运行对保障船舶的航行安全至关重要。文章介绍了一种采用CAN总线冗余、CPU软冗余技术的舵机控制系统设计,重点分析冗余CAN通信系统的架构与原理以及CPU软冗余系统软、硬件配置。实际使用效果表明:控制系统数字化及可靠性水平得到较大的提升。     

新型电液舵机的自抗扰控制算法及试验研究

[目的]直驱式容积控制的新型电液舵机是典型的大惯量小阻尼系统,为解决其控制快速性、稳定性以及安静性之间的矛盾,需开展电液舵机的自抗扰控制研究.[方法]首先,建立电液舵机的自抗扰控制(ADRC)模型,重点设计过渡过程以缓解启停瞬间的液压冲击;然后,搭建实物控制试验台,通过分析实物控制过程的稳定性问题,相应调整算法的滤波效...     

高速高频船舶舵机系统动态特性分析与研究

为船舶高速高频舵机的设计提供理论依据和技术支撑,提出了基于ADAMS、SIMULINK和AMESim的联合仿真分析的新方法,分析了船舶舵机分系统单元、非线性因素与整机系统动态特性的关系。基于ADAMS、SIMULINK和AMESim建立了船舶舵机系统联合仿真模型,从时频角度研究了变量泵、控制系统、反馈机构及传感器的特性,以及间隙、死区、泄露、灵敏度等非线性因素对舵机系统频响特性的影响关系和规律,得出了高速高频舵机设计的一般准则。     

船舶舵机的营运检验

船舶舵机对于船舶安全航行非常重要,在船舶的营运检验中,对船舶舵机的检验是船舶验船师在检验过程中一项重要工作,本文希望通过对船舶舵机技术规范的介绍以及船舶舵机容易出现的故障分析和对船舶舵机进行营运检验的重点的论述,能够给验船人员在进行舵机检验工作时起到抛砖引玉的作用。     

船舶舵机加载系统多余力抑制控制策略

为了提高船舶舵机加载系统的加载精度,需有效抑制多余力的干扰。以液压缸作为加载系统,建立了精确模型,采用内模控制和速度补偿的复合控制策略抑制多余力。基于MATLAB仿真平台对提出的多余力复合控制策略与传统的速度补偿进行了对比仿真验证,仿真结果表明,提出的复合控制策略使抑制多余力的频率范围增加。     

伪随机二进制操舵系统

本文介绍用以辨识船舶运动方程系数的伪随机二进制信号发生器的基本原理、使用方法和精度。并分别介绍了舵机及记录输出信号的航向陀螺和角速度陀螺,这些设备可用于船模试验。     

Application of H infinite control to ship steering system

1Introduction Whensailinginwaves,thestateofshipsteeringisina constantdirectionmostly.Intheconditionofexisting thedisturbanceofwave,windandflow,theship shouldkeepacertainheadingprecisionunderthecon trolofauto pilot.Alongwiththevariationofshipload condition…     

OceanInfo平台中舰船操纵运动控制研究

针对 OceanInfo平台中的舰船运动控制,研究舰船在航向保持中的混沌运动及其控制问题。基于 PID控制方法的简单性和有效性,应用 PID控制进行平台中的舰船混沌运动的有效控制和航向保持,对其控制参数难以确定的问题,提出改进的动态混沌粒子群优化（PSO）算法进行控制器参数整定并进行仿真实验。实验结果表明：本文提出的改进优化算法能够实现 PID参数的优化整定,其结果能够更为有效地进行舰船航向保持及混沌运动控制,且方法简单、容易编程实现。     

基于双脉冲参量微扰的船舶运动混沌控制技术

提出了双脉冲参量微扰控制混沌系统的方法,针对船舶运动中存在的混沌现象,以某型军用舰船运动非线性模型为例,在系统参量微扰中引入脉冲控制策略,研究了改进的双脉冲参量微扰方法的控制效果及控制规律.数值仿真结果表明,该控制方法能将受控系统稳定到周期轨道或不动点上,具有良好的控制效果.