基于一种非线性PID控制器的船舶航向控制系统研究

本文对应用一种非线性PID控制器的船舶航向控制方法进行了研究.利用非线性PID控制器在线整定参数的功能和具有良好鲁棒性的特点,应用于船舶航向控制.仿真结果证明了该方法的合理性和有效性.     

几种典型数字随动控制器特点分析

介绍了以PC机为核心的控制器、具有独立运动控制功能的随动控制器、网络化的嵌入式控制器等3种典型形式数字随动系统控制器，它们所实现的功能相近，但控制模式、结构形式差异很大，本文对这3种常用随动控制器构成系统时的软硬件形式、特点进行了分析。     

一种基于PLC的主机遥控系统设计

该型主机遥控系统是为海军配套开发研制的舰船主机遥控系统。系统主控制器采用德国西门子公司的可编程控制器。系统具有可靠性高、适用范围广、功能扩展容易及使用方便等特点。现以PA为控制对象论述该系统的构成及功能。     

基于Bech模型的船舶航向自抗扰控制器设计与仿真

基于船舶非线性Bech模型提出了一种新型船舶航向控制器——高阶自抗抗控制器(ADRC),该控制器主要由三阶TD、四阶ESO和非线性状态误差反馈(NLSEF)三部分组成.设计扩张状态观测器时,采用二阶TD的滤波功能对系统输出进行噪声滤波,并用其滤波值来建立扩张状态观测器.通过航向改变、参数摄动、外界干扰的仿真试验表明,自抗扰控制器控制效果良好,具有较强的鲁棒性.     

带有死区补偿的欠驱动AUV深度控制

由于舵桨联合操控的水下机器人舵机传动系统死区非线性的存在,严重影响了某水下机器人的深度控制效果。文章以该水下机器人为研究对象,同时考虑了其欠驱动的运动特性及外界有界干扰和模型参数摄动,设计了具有自适应补偿功能的PID控制器,利用Lyapunov稳定性理论,证明在该控制器作用下,该控制系统是全局稳定的。最后进行了仿真实验。实验结果表明该控制器具有很好的控制效果,是行之有效的。     

模糊自适应PID控制在耙吸式挖泥船主动耙头的应用

为了减轻操作人员的工作强度,提高耙吸式挖泥船主动耙头自动控制的响应速度、精度和稳定性,通过分析主动耙头的结构和工作原理,建立主动耙头的运动学模型,根据主动耙头的特点,设计了一种模糊自适应PID控制器,研究了应用PLC实现该控制器的方法。利用MATLAB对该控制器进行了仿真。结果表明,该控制器具有较好的快速性、鲁棒性和稳定性。     

船舶航向保持中的混沌控制研究

大型船舶的航向控制是一个多变量、时滞性较大和非线性的动态过程,在海浪、海风等因素干扰下会呈现一种典型的混沌运动。本文系统介绍混沌控制理论和算法,结合船舶航向控制数学模型和Diffing方程,设计一种船舶航向的控制器,并利用Maltlab对该非线性控制器进行仿真。仿真结果表明,该船舶航向控制器具有良好的航向保持能力和鲁棒性。     

模糊参数自整定PID控制在带材卷绕纠偏中的应用

针对常规PID控制器不能在线进行参数自整定的问题,结合模糊控制技术,提出了一种模糊自整定PID参数的方法,运用MATLAB进行仿真研究表明,该模糊自整定PID控制器既具有PID控制器高精度的优点,又具有模糊控制器快速、适应性强的特点,使被控对象具有良好的动、稳态特性。     

基于ARM+FPGA架构的船舶电站控制器的设计

针对以往以PLC为核心的船舶电站控制器在组网复杂度和安装空间等方面均难以适应现代舰船发展的现状及现代舰船电力系统的发展需求,设计开发一种以ARM+FPGA为核心架构的新型船舶电站控制器。凭借ARM Cortex-M4内核及Cyclone II系列FPGA的高性能,采用该新型船舶电站控制器即可在单个模块内完成电站控制器的所有功能,实现发电机组控制、交流电量采集、直流模拟量测算和准同步并车控制等算法。相对于以往的电站控制器,该单模块船舶电站控制器在空间和组网复杂度等方面有着明显优势,更能满足现代舰船的需求。     

船舶机舱自动检测系统报警控制器的设计

以双音多频(DTMF)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)为主要硬件,设计了一个报警控制器.该控制器应用于船舶自动检测系统,能对机舱内的油压、油温、水温、转速等参量检测和报警.报警控制器的功能用VHDL语言编程实现,可根据具体要求更新功能,具有较高的适应性和灵活性.测试结果表明设计方案是可行的.     

基于史密斯预估控制理论的船舶航向控制器研究

为了提高海上交通的安全性,包括风浪天气的快速避难、港口等交通密集水域的航行,国内外研究人员针对船舶的航向控制问题做了大量研究。传统的船舶航行控制器包括PID控制器、模糊控制器等,本文结合史密斯预估控制理论,在船舶航行的运动模型和受力模型的基础上,设计了一种新型的船舶航向控制器,并对该控制器的原理进行了系统研究。后期的试验表明,该航行控制器的控制精度高,响应速度快,具有广泛应用的潜力。     

船舶操纵自适应控制系统研究

本文研究了系统辨识和自校正控制器的算法及其在自适应操舵系统中的应用,提出了一种改进的扩展最小二乘在线算法。仿真试验表明该系统辨识算法具有收效快、稳定性好、计算量小等特点。本文提出的一种新型自校正控制器算法,其理论推导和仿真结果表明,该算法兼有最小方差和极点配置控制器的优点,适用于任何稳定、非稳定、最小相位、非最小相位被控系统;与一般最小方差、极点配置等算法相比具有跟踪精度高、稳态方差小、适用范围广等优点;且运算量小、设计灵活。作者利用IBM—PC为控制主机,配合专门研制的接口电路组成操舵控制机。根据软件的不同功能分别采用高级语言和汇编语言编程,然后连接运行,既满足了控制的实时性要求,又提供了强有力的人机对话功能。仿真试验表明,与PID自动舵相比,应用本文提出的在线辨识和自适应控制算法的自适应操舵系统能减少偏航、转舵角所引起的附加阻力,并能相应提高航速。     

通用型船舶信号灯控制器设计与实现

针对目前船舶信号灯控制器通用性差、信息化程度低、安装使用不方便、无法批量生产等缺点,设计了一种新型通用船舶信号灯控制器.此新型控制器采用LCD显示屏和微控制器,替代传统PVC膜、LED显示界面及船舶信号灯控制器的机械逻辑控制部分,并利用现场总线技术(双CAN冗余)替代传统控制线束,通过通用性配置软件配置出不同功能,可适用不同船舶的不同需求.该控制器占用面积小且布线简单、后期维护方便.     

基于灰色预测的潜艇垂直面运动控制

由于潜艇运动具有大惯性、大时延和非线性等特点,在外界干扰下,传统的PID控制器不能及时进行参数调整,将出现无效操舵、操舵幅度过大等现象。本文根据潜艇垂直面运动特点,设计一种基于灰色预测模型的潜艇垂直面运动控制器,采用灰色模型对潜艇深度和纵倾偏差进行实时预测,并将预测值应用于改进的PID控制器。仿真结果表明,该控制器比传统的PID控制器具有更好的动态特性,并能有效地减少无效操舵和操舵幅度过大等现象。     

模糊PID自整定控制器的仿真研究

针对传统PID控制器的一些问题，基于PID参数模糊自整定的方法，设计了一种参数自整定PID控制器.并运用Matlab模糊逻辑工具箱进行了仿真研究，结果表明：该模糊PID控制器能迅速消除系统余差，改善普通模糊控制器的性能;既具有PID控制器高精度的优点，又具有模糊控制器快速、适应性强的特点，保证了调节系统具有良好的动、稳态特性。     

基于分数阶PI~αD~β的船用永磁同步电机控制策略研究

船用永磁同步电机是一种非线性、强耦合、多变量的复杂系统,使用常规的PID对其进行速度控制时难以达到理想的效果。为了改善船用永磁同步电机调速系统的性能,设计了一种新的速度控制器-径向基(RBF)神经网络分数阶PI~αD~β控制器。利用径向基神经网络的自学习和自训练的功能,对控制器的参数进行在线优化,以便使控制器在未知的系统中能够具有快速的适应能力和较好的控制性能。将设计的控制器应用于船用永磁同步电机的速度控制回路中,并在高速度、大负载扰动的条件下对其进行仿真实验。结果表明,使用了RBF神经网络分数阶PI~αD~β控制器的电机控制系统,具有良好的动态响应能力和较强的扰动抑制能力。     

电控中压共轨系统压力控制研究

针对所研制的电控中压共轨系统油压控制器设计了PID和模糊控制两种油压控制方案。并进行试验研究，从控制效果和控制器计算资源的角度对两种方案进行比较，分析表明，采用PID方法控制共轨油压具有满足控制要求，节省系统资源的优点。便于电控系统控制器的设计和功能扩展。     

基于PID参数模糊自整定的船用锅炉水位控制器设计与仿真研究

针对常规PID控制器不能在线进行参数自整定的问题,结合模糊控制技术,提出了一种PID参数模糊自整定的方法,运用MATLAB模糊逻辑工具箱进行仿真.研究表明:该模糊PID控制器能迅速消除系统余差,改善普通模糊控制器的性能;既具有PID控制器高精度的优点,又具有模糊控制器快速、适应性强的特点,保证了调节系统具有良好的动、稳态特性.     

基于自抗扰控制器的声纳基阵姿态控制器设计与仿真

针对声纳基阵对高精度姿态稳定的需求,设计了一种基于自抗扰控制器的声纳基阵姿态控制器,建立了数学模型,并进行了计算机仿真.仿真结果表明,该控制器具有良好的控制性能和系统响应的实时性.     

一种基于PLC的主机遥控装置设计

介绍了1套以可编程逻辑控制器(programmable logical controller,PLC)为核心的主机遥控装置,详细说明了其系统结构及主要功能。该系统具有成本低、可靠性高、功能扩展容易及可维修性好等特点,在主机遥控系统中采用PLC控制技术具有明显的优点。