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。     

电动齿轮齿条式升降系统同步控制研究

升降系统的同步性能是电动齿轮齿条升降系统的一项重要技术指标,是桩腿和平台顺利实现升降的保证。本文以一套电动齿轮齿条式升降系统样机为实验对象,并设计了基于PROFIBUS-DP现场总线的PLC同步控制系统,针对电机同步控制系统的参数时变、非线性以及容易受负载扰动等特点,采用一种带PI控制的位移偏差耦合控制算法,在组态的上位机上记录平台的实验数据,然后用MATLAB软件分析实验数据。实验结果表明,系统安全性可靠性较高,同步性能较好,收敛速度快且结构简单,能够用于指导实际平台的同步控制设计。     

一种耙管双油缸自动同步控制算法的设计与实现

在耙吸试验平台上,耙管的升降由双液压油缸共同驱动。在耙管升降过程中,2个油缸如果不同步会造成耙管前端的耙头倾斜,从而影响试验结果,误差的不断累积可能造成耙头断裂等危害设备安全的后果。文中提出的耙管双油缸自动同步控制算法,可以对2台液压油缸行程自动进行同步精确控制,使得耙头倾斜角度的误差在合理范围内,保证设备安全。在实际使用中,算法有效地解决了双油缸的同步问题,且响应时间短,控制平滑,总体耗时与手动控制相比更有优势。     

自升式海洋平台平衡升降控制策略及试验

受海底环境和载荷变化等因素影响,自升式海洋平台在升降过程中需实时确保姿态平衡。针对四桩腿多电机驱动自升式海洋平台的上升作业,提出一种速度-倾角偏差耦合同步控制策略。搭建了四桩腿海洋升降平台物理模型,根据该控制策略完成了模型平台的电气设计及上升程序设计,并进行了模型平台上升时的平衡试验,平台姿态倾角能够保持在合理范围内,验证了该升降系统控制策略的正确性,可为海洋平台的平衡升降控制提供参考。     

250t船尾液压工作平台升降的同步控制方法

提出了一种用于船尾液压工作平台升降的同步控制方法.采用拉绳式位移编码器配合比例伺服阀的闭环控制方案实现油缸位移的精确控制;为实现液压多缸的同步升降,提出了基于Master/Slave主/从同步控制策略;而对于四个主顶升油缸各自单缸的闭环则采用带死区的PID控制算法来实现;针对负载不均及液压油的渗漏,建立了基于模糊推理的自适应PID控制参数在线自整定算法.实际运行表明:系统的同步控制精度可以始终控制在±3mm以内,系统的动态品质好,鲁棒性强,对于负载的变化和不均匀性表现出较强的自适应性和稳定性.     

吊舱推进器安装平台的液压同步控制策略

针对吊舱推进器安装平台四缸同步运动过程中缺乏有效控制策略的问题,提出基于BP神经网络的主从同步控制策略.通过对安装平台顶升液压系统进行分析,推导出四缸同步控制系统的数学模型.根据该数学模型设计基于BP神经网络的PID控制器,并通过AMEsim与MATLAB的联合仿真求解液压系统的同步控制精度.仿真结果表明,该控制策略能有效实现四缸同步运动控制,且同步精度达到±0.1 mm.     

时滞反馈混沌系统的同步控制方法

研究了带有时滞反馈的无限维混沌系统的分岔行为,提出了一种时滞混沌系统的状态反馈同步控制方法,使得闭环系统的同步误差大范围渐进稳定,文中给出了实现时滞混沌系统同步控制的条件。在仿真实验中,以二阶无限维时滞混沌系统为例,实现了混沌系统的同步控制,仿真结果表明,该同步方法的同步时间短,且具有较强的抗干扰能力。     

液压滚装升降桥电液系统设计

为满足海口新港码头重载客货车登船需要,同时适应由于船舶空满载和码头潮差变化叠加引起的位置变化,采用双液压缸同步控制方式对升降桥进行驱动和控制,设计实现了满足200 t客货车辆登船要求的液压滚装升降桥。实际工程应用表明该升降桥同步升降速度达到0.4 m/min,升降过程中液压缸同步误差控制在1%以内,车辆登桥速度达到5 km/h,满足重载车辆快速顺利登船要求。     

自升式风电安装船升降系统动力学仿真

海工升降系统是海上石油开采平台、自升自航式工程船等大型海工装备的关键模块,是以液压控制系统驱动桩腿、平台运动的综合复杂系统,涉及运动学、多体系统学、液压控制等。为研究升降系统特性,基于某型风电安装船机械结构和运动特性,建立双动环梁液压插销式升降系统模型,并运用Adams软件对升降系统的载荷特性进行动力学仿真分析。仿真结果表明,双动环梁升降装置提升桩腿运动轨迹曲线变化平稳、稳定性相对较好,但是支撑状态下,对桩腿和环梁的载荷分配有较大影响。通过对运动学和动力学研究,可以为平台控制提供理论依据。     

基于CFD的海洋深水试验池造流系统数值模拟

海洋深水试验池的造流系统是深水池设计和建设的关键技术之一,其设计水平直接决定了水池能否正确模拟深海海洋环境,以及水池开展海洋工程深水试验研究的能力.本文结合上海交通大学设计建造中的海洋深水试验池,通过CFD计算,对水池内整体流场进行了数值模拟,以研究流速和压力分布等流场特性.计算结果表明,设置在进水和出水廊道内的穿孔压力墙是深水造流系统中的关键整流设备,可使水池内的流速实现均匀分布.此外,穿孔压力墙表面的粗糙度大小也会对水池内流场产生显著影响.数值模拟的结果为海洋深水试验池的设计和建造提供了参考.     

ROV attitude control based on multi-motor cooperative propulsion北大核心CSCD

[目的]为了提高遥控水下航行器(ROV)在复杂水下环境中的姿态控制性能,开展多电机协同推进的ROV姿态控制研究。[方法]首先,针对多电机系统的结构和算法,分别提出一种基于PID速度补偿器的偏差耦合结构和一种新型非奇异终端滑模控制(SMC)算法,并设计一种新颖的基于多电机协同推进的ROV姿态控制方法;然后,建立ROV的运动学和动力学模型,开展推进器组推力建模分析、解耦简化ROV动力学模型研究;最后,设计一种ROV滑模姿态控制器。[结果]仿真结果表明,所提的结构和算法可提高多电机系统的抗干扰性、同步性和快速响应能力,进而提高ROV姿态控制系统的稳定性与鲁棒性。[结论]所提方法可为ROV姿态控制提供一种新的可用方案。     

快速排载系统空压机组节能控制策略仿真

半潜式起重平台的快速排载系统中空压机组为工频和阶梯式集群运行方式,对其进行变频改造和集群控制策略的仿真优化研究,挖掘节能潜力,具有重要意义。在对快速排载系统的工作原理进行介绍并建立其数学模型的基础上,提出空压机自适应模糊PID变频控制策略和工-变频联合的集群控制方案,建立快速排载系统仿真模型并设计了典型工况仿真实验。仿真结果表明在保证平台安全作业的时间约束前提下,所提出的控制策略能够实现快速排载系统节能运行。     

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。     

燃机进口导叶电液加载系统建模与优化仿真

现有电液加载系统研究具有控制对象模型不够准确直观,加载精度不高的缺点。针对控制对象具有复杂非线性以及加载机构运动严重影响加载精度的问题,提出了利用基于物理网络概念Simscape工具进行准确直观的非线性建模,设计了惯性力矩补偿+基于力加载误差和受力界面速度信号的模糊补偿环节用于补偿加载机构运动造成的扰动以提高力加载精度。对燃机进口导叶气动力矩电液模拟加载系统的建模过程体现了利用Simscape工具带来的直观可靠的优势,仿真实验表明新控制策略能显著提高加载精度。     

电机串联技术简介及示例

详细介绍电机串联技术的发展过程及现状,介绍了电机串联要遵循的原则和串联规律,给出了电机串联需要矩阵的一般形式。以两台五相PMSM为例,建立了两电机串联模型,用Matlab/Simulink为工具,对两台五相PMSM系统进行仿真分析。重点考虑一台电机转速变化时对另外一台电机的影响,通过对比仿真结果,从而验证该电机串联系统的可行性。     

液压顶升电动台车驮运大型沉箱创新设计

为了解决现有大型沉箱出运所存在的问题,设计了液压顶升电动台车YDTC4600,并对该电动台车的水平驱动系统和液压顶升系统进行计算分析。结果表明:电动台车YDTC4600的水平驱动系统和液压顶升系统满足驮运4 600 t大型沉箱的受力要求,该电动台车设计安全、合理,可为类似台车的进一步研发提供参考。     

智能水下机器人的建模和控制策略研究(英文)

To provide a suitable model for AUV simulation and control purposes, a general nonlinear dynamic model including a novel thruster hydrodynamics model was derived. Based on the modeling method, the “AUV-XX” simulation platform was established to carry out fundamental tests on its motion characteristics, stability, and controllability. A motion control strategy consisting of both position and speed control in a horizontal plane was designed for different task assignments of underwater vehicles. Combined control of heave and pitch was adopted to compensate for the reduction of vertical tunnel thrusters when the vehicle is moving at a high speed. An improved S-surface controller based on the capacitor plate model was developed with flexible gain selections made possible by different forms of restricting the error and changing the rate of the error. Simulation results show that the derived general mathematical model together with simulation platform can provide a test bed for fundamental tests of motion control. Additionally, the capacitor plate model S-surface control shows a good performance in guiding the vehicle to achieve the desired position and speed with sufficient accuracy.