船舶内部齿轮机构转速控制方法分析

为了降低船舶轮机构转速控制时的负载扭矩,设计提出了一种船舶内部齿轮新型转速控制方法。根据齿轮传动过程的动态激励和齿轮扭矩,对船舶齿轮机构进行应力分析,获取齿轮接触面应力参数,重组齿轮传动态势,对齿轮下箱体之间添加顺序接触,根据啮齿频率,提取啮齿传动仿真曲线,根据齿轮瞬态动力学分析结果,对齿轮机构进行瞬态动力学分析并提取拟态曲线,将其与上述提取的传动仿真曲线进行拟合比对,获取当前齿轮转速的瞬态曲线,实现船舶内部齿轮机构转速的瞬态控制。实验数据表明,应用该控制方法进行船舶内部齿轮机构转速控制时,正常运行环境下其负载扭矩降低了35%,极端环境下降低了30%,可以证明该方法具有真实有效性。     

船用齿轮式液压舵机负载自适应控制系统

为了满足不同负载工况时,船用齿轮式液压舵机的舵角跟踪水平,设计船用齿轮式液压舵机负载自适应控制系统。利用数据采集模块的电流传感器、转速传感器和位置传感器,采集船用齿轮式液压舵机的电流、转速和位置数据。系统的控制模块选取TMS320F28377芯片作为控制芯片,利用舵机数据采集结果,采用三闭环控制结构,运行模糊PID自适应控制算法输出舵机参数控制量。设置舵机参数控制量作为驱动模块的输入,驱动模块利用驱动电路驱动传动机构;设置传动机构作为驱动摇臂的执行部件,实现液压舵机的控制。系统测试结果表明,所设计系统可以依据负载变化,控制船用齿轮式液压舵机舵角,精准跟踪负载正弦信号。     

温度对空间对接机构扭矩测量的影响

分析高低温环境空间对接机构扭矩测量装置的设计方案，研究不同温度下轴系材料弹性模量变化对扭矩测量过程的影响，并通过热影响分析不同温度下同轴度变化对扭矩测量的影响。结果表明：由温度导致材料弹性模量变化对装置轴系的扭矩传递过程几乎没有影响，轴系热变形结果与温差呈正相关。通过对高低温环境下装置测量技术的分析研究，提高了扭矩性能测试工作的可靠性。     

模糊PID控制在参考式扭矩装置伺服加载系统中的应用

将一种增量型模糊PID控制方案应用于参考式扭矩标准装置伺服加载系统。首先分析模糊控制的原理及特点,然后运用模糊规则实现PID参数自整定,接着对控制系统建模仿真,说明模糊PID控制相比传统PID控制的优势,最后通过装置试验验证了方案的实用性。     

PID控制器在船用柴油机转速控制中的应用

传统的应用负荷前馈和遗传算法的柴油机转速控制方法对柴油机的动态响应性能影响较大,使转速不能及时恢复稳定,为此,提出PID控制器在柴油机转速控制中的应用。测量柴油机转速的实际输出值,结合给定的理论转速值,计算出控制偏差,将其作为PID控制器的输入,输出控制量,根据制定的控制规则,将控制量送入至调速器内,通过调速器实现柴油机的转速控制。实验结果表明:与传统的柴油机转速控制方法相比,应用PID控制器的柴油机转速控制方法对于负荷突变情况,恢复稳定时间较短,该方法适合应用在实际工程中。     

基于人工智能的船舶内部齿轮机构转速控制研究

已有方法存在响应时间较长的问题,提出一种人工智能的船舶内部齿轮机构转速控制方法。基于多间隙模型进行船舶内部齿轮机构的动力学建模,建模时考虑齿侧间隙和轴承径向间隙。根据构建的船舶内部齿轮机构动力学模型对齿轮机构实施应力分析。对其扭转震动进行简化,根据应力情况,通过Ansys软件表现齿轮机构的应力模态,对应力坐标进行仿真构建,针对啮合位置实施仿真接触应力分析。根据应力分析结果,基于人工智能技术中的技术层技术设计一种PID转速控制器,使用的技术为自然语言处理技术,具体使用的是信息理解技术。对船舶内部齿轮机构进行转速数据包的仿真,对设计方法实施转速控制能力的仿真测试。测试结果表明设计方法可以始终保持在500 ms的响应速度上,转速控制也很精准,满足了设计要求。     

扭矩转速测试平台的研究及应用

本文介绍了一种扭矩转速测试平台,该平台融合了虚拟仪器的思想,实现了对扭矩、转速的控制与测试。还详细介绍了该平台的硬件组成原理、通讯的配置及软件程序的实现方法。     

基于光纤光栅的扭矩传感器

为了实现恶劣条件下对扭矩的精确稳定测量,设计并实现了一种新型的基于光纤光栅的扭矩传感器。为克服扭矩测量系统易受外界影响的缺点,设计了光纤光栅全桥光路,实现了温度和弯矩的自动补偿。通过扭矩标准装置加载试验和水下环境加载试验分别测试了其测量精确度以及水下工作性能。结果表明,该光纤光栅扭矩传感器的最大非线性误差、重复性以及水下工作稳定性均达到0.1%以内,说明该传感器不但具有良好的测量精度,而且能够在船用环境等恶劣扭矩测量条件下较好地工作。研究结果为船用环境中扭矩测量的研究与应用提供了重要参考。     

基于神经网络的舰船电机转速控制系统

舰船电机有十分强烈的非线性变化特点,当前控制系统不仅无法有效对舰船电机转速进行高精度的控制,而且无法对舰船电机转速进行在线控制。为了获得理想的舰船电机转速控制效果,提出基于神经网络的舰船电机转速控制系统。首先分析当前舰船电机转速控制系统,找到舰船电机转速控制系统的局限性,然后采用PID控制机制对舰船电机转速进行控制,并根据舰船电机转速控制误差对PID控制参数进行在线调整,最后实现舰船电机转速控制仿真实验。结果表明,神经网络能够实现准确、快速的舰船电机转速控制,各项指标满足舰船电机转速控制的实际要求,同时舰船电机转速控制效果优于当前其他方法,结果验证了本文舰船电机转速控制系统的优越性。     

大功率负载适配的船舶缓冲供电方法研究

为了提高大功率负载适配船舶电机输出控制的稳定性,需要进行船舶缓冲供电优化控制设计,提出一种基于模糊PID控制的大功率负载适配的船舶电机缓冲供电方法,建立船舶缓冲供电的驱动控制参量模型,采用功率激励和瞬时电流振荡性抑制方法进行船舶电机的大功率负载适配处理,结合模糊PID控制方法进行船舶电机缓冲供电的参量镇定性控制,实现船舶缓冲供电控制优化。仿真测试结果表明,采用该方法进行船舶电机的缓冲供电的功率负载适配性能较好,控制品质较好,船舶电机稳定性得到提升。     

基于自抗扰的双桨单舵水面无人艇航行控制

根据双桨单舵驱动水面无人艇的运动特点,针对正常驱动及单桨故障的状态,给出了一种基于增量式比例-积分-微分(proportion-integral-differential,PID)控制器和自抗扰控制算法的水面无人艇航行控制方案。该方法在双桨单舵正常状态下采用自抗扰控制方法,在故障状态下采用增量式PID方法获取平衡舵角,并配合自抗扰方法实现对水面无人艇航行控制。仿真结果表明:在风浪干扰情况下自抗扰控制方法较PID控制方法超调小、抗干扰能力更强。实艇水面测试结果表明:增量式PID与自抗扰相结合的控制方案在单侧螺旋桨出现故障情况下,能保持无人艇目标航向,且具有较好控制效果,能够满足双桨单舵驱动水面无人艇的航行控制要求。     

船舶柴油发电机转速神经网络模型参考自适应控制

结合人工神经网络与模型参考自适应控制,形成船舶柴油发电机转速神经网络自适应控制。对由传感器检测后获取的特征值进行归一化处理,把经过处理的特征值作为神经网络的输入样本集,设计输出样本集,建立BP神经网络和ELMAN神经网络,用整理后的数据训练神经网络,使神经网络实现转速的自适应控制功能,并对神经网络模型进行仿真测试。仿真结果表明该方法控制精度高,动、静态特性好。     

变频液压舵机驱动电机调速研究

为了实现转舵机构的控制,搭建了一个交流感应电机变频调速系统,模拟了转舵过程中电机的升速和降速过程。系统中的数据采集卡采集转速信号,工控机进行PID运算,在数据采集卡的模拟输出端输出电压信号控制变频器工作。利用试凑法获得了最佳的PID参数,实验表明本系统响应快、偏差小。     

船用直驱式电液伺服舵机设计与控制

直接驱动容积控制技术(DDVC)是交流伺服调速技术和液压传动技术相结合的产物,具有控制灵活和传动功率大的双重优点。本文将直接驱动容积控制技术应用于船舶舵机中,设计了一种直驱式电液伺服舵机,利用AMESim/Simulink联合仿真技术搭建系统模型,针对系统特性设计模糊PID控制器并进行仿真分析,搭建实验台并进行转舵实验,结果表明:应用模糊PID控制算法的系统在响应时间、稳态误差及鲁棒性方面均优于普通PID控制算法,本文所设计的直驱式电液伺服舵机满足实际工程应用需求。     

船舶柴油机转速模糊神经网络PID智能控制

为了提高常规PID控制器在非线性、时变不确定性系统中的控制性能,提出一种模糊神经网络PID控制算法,利用模糊控制良好的非线性控制优势,以及神经网络超强的自学习、自适应特性,实现对PID参数的实时在线整定,并建立船舶柴油机转速模糊神经网络PID控制系统数学模型,利用Matlab/Simulink进行仿真。仿真结果表明,模糊神经网络PID控制超调量少、精度高、调节时间短,具有更好的动静态特性和抗干扰特性,系统鲁棒性有了很大提升,能很好地满足船舶柴油机转速控制系统的要求。     

舰船汽轮主机转速的模糊自适应PID控制

舰船航行中汽轮主机工况变化频繁,且经常大幅度操纵改变转速给定值,常规PID转速控制效果不理想。本文引入模糊自适应PID算法,并在ABB AC800M DCS平台完成模糊PID控制器设计的基础上,在AMESim和MATLAB环境中实现液压伺服系统和汽轮主机本体的建模,搭建HIL系统,验证汽轮主机转速模糊自适应PID控制性能并与常规PID控制进行比较,结果表明模糊自适应PID有更好的鲁棒性,可显著减小汽轮主机转速调节的超调和震荡。     

船舶柴油发电机转速控制系统设计

电力推进船舶通常采用柴油发电机组作为电力来源,通过电力驱动系统的电机。为了提高电力推进船舶的能源利用率,实现电力推进船舶的经济效益,针对船舶柴油机组的负载特性等进行柴油发电机的转速控制。本文首先建立柴油发电机的数学模型,结合柴发调速系统和PID控制技术,设计针对船舶柴油发电机的转速控制系统,并结合Matlab-Simulink平台进行了转速控制系统的仿真验证。     

起重机回转系统的磁流变减振研究

提出一种基于磁流变减压混合模式的面向大功率起重机回转机构冲击载荷的控制方法:在回转机构传动系统的输出端采用波纹状磁流变联轴器将输出轴与回转小齿轮联接,通过控制联轴器的扭转刚度和阻尼特性来调整系统的传动特性,实现对回转机构振动冲击响应特性的调节。结合2种成熟的磁流变液扭矩传递装置结构,通过建立波纹状磁流变联轴器的整体机理模型,根据实际工况,对MQ3235门座起重机回转机构的振动系统动力学模型进行启动过程的数值模拟。结果表明,在确保波纹状磁流变液联轴器的传动转矩能够达到系统要求后,其运动学参数满足起重机回转机构正常工作条件下,齿轮啮合冲击载荷峰值明显减小,最大耗能系数可达到15%,在改善驾驶人员的操作舒适性的同时,提高了起重机回转机构的工作可靠性。     

单片机船舶主轴扭矩检测系统

采用电子测量方法进行船舶主轴扭矩检测,构建船舶主轴扭矩检测系统,提高船舶主轴扭矩检测性能,提出基于单片机的船舶主轴扭矩检测系统设计方案。系统采用C51单片机进行控制核心模块开发,检测系统的硬件模块包括数据采集模块、主轴扭矩电子测量模块、信息处理模块和数据输出模块等,在嵌入式ARM中进行检测系统的程序加载控制,采用C51单片机进行船舶主轴扭矩检测中的嵌入式信息处理和人机接口通信,完成检测系统的硬件集成开发设计。测试结果表明,该系统能准确实现船舶主轴扭矩检测,检测的准确性较高,系统稳定性较好。     

CCG传动装置动态仿真初步研究

在CCG传动系统中,三机两轴传动系统在传动部件、控制系统、离合部件等方面均较复杂.本文以三机两轴系统为例,采用AMESim仿真软件进行传动系统的动态仿真初步分析,以验证传动系统控制策略的合理性,并分析传动部件和离合部件在稳态及动态切换下的扭矩及转速变化,为传动部件的设计提供理论依据.