船舶伺服排缆Lebus滚筒多电机控制的研究

针对船舶伺服排缆Lebus滚筒多电机协同控制易受负载扰动和电机参数摄动影响的问题,本文提出了基于并行控制、相邻耦合控制、耦合误差同步控制的多电机动态协同控制系统,解决驱动电机动态偏差导致的准确性不足的问题;针对系统较强的非线性及不确定性,采用基于最小相关轴处理方法设计系统消除跟踪误差和同步误差控制器,将每一轴电机的跟踪误差和相邻轴电机的同步误差相结合,减少控制器数量。设计了船舶伺服排缆Lebus滚筒3轴协同控制系统,仿真结果表明,该方法具有较强的鲁棒性、动态快速性和同步精度。     

船用永磁推进电机系统矢量控制及调制策略研究

随着机械自动化控制技术的进步,船舶中的推进电机在性能输出和智能控制上已经取得长足的发展。各种先进的大功率推进电机已经在船舶动力系统中获得了应用。本文分析永磁推进电机的结构特点,构建在静态和动态坐标系中的电动力学模型,并就控制系统中的矢量控制策略和模型进行研究。设计脉宽调制系统,并成功应用在逆变器的控制中。在Matlab/Simulink仿真环境中设计各种系统模块,通过模拟推进控制平台,对输出电压的脉宽调制性能进行测试。     

数字信号处理器的舰船电机控制系统仿真

传统电机控制系统缺乏舰船双螺旋桨结构的控制针对性,参数发生变化时控制精度低,因此设计一种数字信号处理的电机控制系统,并通过仿真实验验证其可靠性。系统在硬件部分主要设计了硬件结构的框架示意图,对数字信号处理器中芯片的采集、输出、加密、解码等功能进行了设计;软件部分针对舰船的双螺旋桨结构适配电机进行了数学建模,在此基础上设计了电机控制流程,完成了数字信号处理器的舰船电机控制系统的设计。在系统仿真性能测试中,相同实验条件下分别使用设计系统和传统系统对电机进行转速和电压控制。仿真结果表明,针对双螺旋桨电机的控制来说,设计的系统控制的控制相对误差明显小于传统系统。     

dSPACE 快速控制原型在十五相感应电动机驱动系统中的应用研究

为了提高功率密度,需要在十五相感应电动机驱动系统输出电压中注入三次谐波,这势必导致控制系统的复杂化.本文使用基于dSPACE的快速控制原型方法,在MATLAB/SIMULINK环境中建立控制系统的仿真模型,以控制真实的十五相逆变器,快速构建该电机驱动系统,并利用ControlDesk软件开发后期管理和监控平台.研究表明,所建立的半实物仿真驱动系统,具有较高的有效性和可行性,且便于快速修改控制结构和相关参数.     

嵌入式控制系统在船用电机信号转换中的作用

船用电机信号的稳定性及频率变换特性是现代大型船舶动力系统关键性能指标。在实际电机运行时,由于混入了大量检测及环境误差,导致电机信号分辨率下降。矢量控制是研究电机信号及时频域转换的有效方法,可通过最小二乘矩阵运算对信号各类特征进行分析,适用于基于DSP嵌入式系统实现。本文重点研究了基于矢量控制的船用电机信号模型,设计了基于DSP的嵌入式信号转换控制系统,有效分离各类噪声,实现了电机的平稳运行。     

船用永磁同步电机参考模型自适应模糊控制研究

随着交流电机控制技术的快速发展,传统的船用电机PI控制无论是精度还是鲁棒性都已不能满足要求,而非线性间接参考模型自适应模糊控制,是通过在线实时调节自适应参数来满足被控对象的输出渐进跟踪参考模型的输出,以达到一定的控制性能。模糊控制并不需要被控对象的精确数学模型,利用模糊系统的万能逼近特性构造未知函数,再根据跟踪误差和误差变化率等信息,构造出被控对象的等效控制器。将其这些特性应用到永磁同步电机控制中,并采用Lyapunov稳定性分析理论设计出间接型自适应模糊控制器,对永磁同步电动机调速系统进行控制。仿真结果表明:系统在控制性能和适应性、鲁棒性等方面优点显著。     

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。     

基于滑模观测器的舰船电机无位置传感器控制

舰船电机的传感器控制是保障舰船电机稳定供电输出的关键技术,电机控制容易受到电磁耦合小扰动干扰,导致控制精度不高,提出基于滑模观测器的舰船电机无位置传感器控制方法,采用滑模观测器进行舰船电机输出的电流、电压、功率等参量的原始采集,对采集的电机控制原始信息进行自镇定性处理,设计舰船电机的输出等效电路模型,构造电机无位置传感控制器的电流电压转换电路,采用滑模反演积分控制方法进行控制误差补偿,提高电机输出参量的调制精度,实现舰船电机的无位置传感器控制。测试结果表明,采用该方法进行舰船电机无位置传感器控制的输出性能较好,电机输出电压稳定,功率因素得到较大幅度提高,改善了舰船电机工况稳定性。     

船舶运行过程中自适应智能航线控制系统设计

针对传统独立PID船舶智能航线控制系统,航线角度误差较大的问题,设计了新型船舶自适应智能航线控制系统。通过C6713型DSP处理芯片和84HCSL595型锁存扩展芯片,构建船舶三项电机驱动系统,实现船舶前进方向控制;在传统PID控制算法上引入智能模糊算法,对船舶航线角度进行智能精确计算,获取角度误差和角度误差变化率数值,为驱动系统提供方向指令,减小航线误差。仿真实验数据表明,新设计的智能航线控制系统航线平均角度误差,比传统独立PID船舶智能航线控制系统小9.859 8°左右。     

基于8098单片机高速输出单元（HSO）的步进电机控制

本文介绍用ＭＣＳ－８０９８单片机高速输出单元（ＨＳＯ）实现对步进电机控制的实际控制系统，阐述了该系统的设计方法及软、硬件结构。利用８０９８的ＨＳＯ进行电机控制有体积小、工作可靠、通用性强等优点。     

“长青”号FPSO船控台系统并入中控系统研究

在"长青"号FPSO系统改造中,首次将船控台系统并入中控系统。根据船控台系统特点,将过程控制系统、紧急关断系统和火气系统分别并入中控系统中,最终可通过中控系统统一动态显示生产流程、主要工艺参数及主要设备运行状态,以声光报警形式显示FPSO生产和安全的异常状态,并定期打印生产报表。在发生事故的情况下能确保FPSO人员和生产设施的安全,防止环境污染,将事故造成的影响限制到最小,并能及时准确地探测到可能发生或已经发生的火情或可燃气体泄漏,采取相应的安全措施(如报警、关断、消防等),以保护FPSO人员和设备的安全。     

基于广义预测控制的船舶动力定位约束控制

鉴于广义预测控制(GPC)方法能用同一方式处理设备和安全约束,且具有较强的抗扰动能力,提出了一种基于GPC的船舶动力定位约束控制器设计方法。运用前馈控制器克服风力扰动的影响,且所产生的前馈量被用来实时修正推力约束,在修正后的推力约束下滚动优化GPC。对承受风、浪、流扰动的某供应船,采用提出的方法设计控制器,并进行仿真验证。仿真结果表明,所设计的控制器抗扰动能力较强,能完成对船舶的动力定位约束控制。     

模糊控制在调距桨负荷控制中的应用

负荷控制就是把调距桨作为主机负荷的调节器。在主机转向和转速一定的情况下,通过改变调距桨桨叶角度实现主机负荷的增大和减小,保持主机的负荷与转速关系沿设定的负荷曲线变化,以改善舰船在不同航行工况下的主机推进效率和舰船操纵性能.文中在介绍负荷控制原理的基础上,将模糊控制方法应用到负荷控制中,并进行仿真验证了模糊控制负荷控制器的有效性.     

基于动态面控制方法的船舶动力定位控制

随着经济全球化的发展,人们对海洋资源的开采和利用逐年加深,在开采过程中需要在船舶上进行数据采集,保证船舶的稳定性对研究海洋资源具有深远的意义。本文通过引入动态面控制算法,利用动态面控制技术为动力定位船舶设计控制系统,每一步使用一阶积分滤波器来评估虚拟控制输入的导数,仿真结果显示与传统的backstepping方法相比减低了计算的复杂度,增强了鲁棒性。     

Application of adaptive fuzzy control technology to pressure control of a pressurizer

A pressurizer is one of important equipment in a pressurized water reactor plant. It is used to maintain the pressure of primary eoolant within allowed range because the sharp change of eoolant pressure affeets the security of reaetor,therefor, the study of pressurizer‘s pressure eontrol methods is very important. In this paper, an adaptive fuzzy eontroller is presented for pressure control of a pressurizer in a nuclear power plant. The controller can on-line tune fuzzy eontrol rules and parameters by self-learning in the actual control proeess, whieh possesses the way of thinking like human to make a deeision. The simulation results for a pressurized water reactor plant show that the adaptive fuzzy eontroller has optimum and intelligent eharacteristies, whieh prove the eontroller is effective.     

模糊控制技术在换热器控制系统中的应用

文章分析了换热器的控制形式,并将模糊控制技术引入到换热器进出口水温的控制。根据基本模糊控制器的结构、原理,设计了模糊控制器的主要环节,基于MATLAB下对模糊控制和PID控制进行了模拟对比,结果表明,模糊控制动、静态性能,控制规则简便,适应性强,能更有效快捷的控制换热器进出口水温。     

多约束模型预测控制在AUV深度控制中的应用

针对AUV深度控制,提出深度偏差转换为指令纵倾的算法,基于拉盖尔网络逼近的模型预测控制理论,设计了舵角舵速硬约束和纵倾软约束条件下的纵倾运动模型预测控制器。仿真结果表明,该控制方法具有良好的动态控制性能,并可快速处理多种约束条件的二次规划问题。     

网络控制系统的输出反馈保性能控制

研究了一类具有不确定时延的网络控制系统输出反馈保性能控制问题.将时延的不确定性建模为系统状态方程系数矩阵的不确定性,在输出反馈条件下,用状态观测器重构系统状态,将保性能控制问题转化为不确定离散系统的输出反馈鲁棒保性能控制问题.利用Lyapunov理论和矩阵不等式方法,得出了输出反馈保性能控制律的设计方法.仿真算例说明了设计方法的有效性.     

Turbine speed control system based on a fuzzy-PID

The flexibility demand of marine nuclear power plant is very high, the multiple parameters of the marine nuclear power plant with the once-through steam generator are strongly coupled, and the normal PID control of the turbine speed can＇t meet the control demand. This paper introduces a turbine speed Fuzzy-PID controller to coordinately control the steam pressure and thus realize the demand for quick tracking and steady state control over the turbine speed by using the Fuzzy control＇s quick dynamic response and PID control＇s steady state performance. The simulation shows the improvement of the response time and steady state performance of the control system.     

水下潜器运动控制与仿真研究

水下潜器是一种非常重要的海洋开发装置,具有强耦合、非线性等特点。主要讨论水下无人潜器的自主定深和定位控制技术。文中根据潜器的6自由度运动方程,在充分考虑了水动力因素的基础上,使用Quasi-Lagrange方程建立潜器的数学模型,并将其分解为一系列相互关联的子系统。采用滑模控制方法用于潜器的定深控制,并对其他方向运动进行定位控制。滑模因控制算法简单、鲁棒性好、可靠性高,并且不需要系统整体模型,被广泛应用于运动控制和非线性系统的控制中。通过计算机仿真,验证了该控制算法对水下潜器的运动控制效果良好、准确。