船舶柴油机调速器参数整定的多目标优化和多属性决策研究

综合考虑系统在输入阶跃扰动和负荷扰动两个工况时的超调量、稳定时间和ITAE指标,研究了PID控制器参数寻优的问题。采用多目标遗传算法求出Pareto最优解,使用信息熵法和逼近理想解的排序方法（TOPSIS）对Pareto最优解给出了排序。计算了一艘水面船舶柴油机调速器控制的数值算例,结果表明本文方法有效,所设计的PID性能优异,可以工程实际应用。     

伺服缸型电-气式主机遥控装置研究

伺服缸型电-气式主机遥控装置，其调速(调速器)控制部分运用微计算机“PID”编程控制技术，调速输出信号经“D／A”、“E／P”转换为标准气压信号，由调速器执行器即伺服气缸比例输出，对主柴油机进行转速、负荷控制。在我国以“V390”系列主柴油机为主动力装置的高速船舶数船队中，船舶主机遥控毫无例外地都应用了伺服缸型电-气式主机遥控装置。     

基于分离模糊PID控制的柴油机调速器仿真研究

针对PID控制器在柴油机调速系统中存在的不足,文章利用Matlab Fuzzy Logic工具箱及仿真平台,建立柴油机电子调速器的数学模型,并设计了一种分离模糊PID控制器.通过和传统PID控制的仿真比较,体现了分离模糊PID控制的优越性,仿真结果表明,分离模糊PID控制器使柴油机的控制效果显著提高,能够很好地满足柴油机运行指标的要求.研究结果对电子调速器的研制具有一定的理论指导意义.     

船舶柴油机缸套冷却水温度模糊PID自适应控制及仿真

介绍了船舶柴油机缸套冷却水温度模糊PID自适应控制器设计方法,并在Matlab的Simulink环境下对控制系统进行仿真,模糊自适应PID控制器将传统PID控制经验的优点和模糊控制的灵活性、自适应性相结合,系统输出响应的过渡过程平稳、系统的超调量小、过渡时间短,具有良好的动、静态性能。     

云计算技术下船舶发电机组转速控制方法研究

现有方法由于数据计算处理时间过长,存在着超调较大、调节时间较长的缺陷,无法满足现今船舶稳定航行的需求,为此提出云计算技术下船舶发电机组转速控制方法研究。构建船舶发电机组调速器数学模型,获取发电机组负载模型,以此为基础,引入云计算技术设计云模型控制器,并将其与PID控制方法有效结合,确定比例因子、量化因子与PID控制参数,调节云模型控制器,从而推动调速器运行,最终实现了船舶发电机组转速的自动控制。仿真实验结果显示,与现有方法相比较,提出方法超调较小,调节时间较短,充分说明提出方法转速控制性能更佳。     

某船机带油泵和转速控制故障实例

<正>齿轮泵作为一种常见的回转式容积式泵,因其具有良好的自吸能力、体积小、故障率低等优点,被广泛应用于船舶中。调速器是一种自动调节装置,是柴油机系统中不可或缺的部分,其根据柴油机负荷的变化自动增减喷油泵的供油量,确保柴油机能以稳定的转速运行。调速器根据工作原理的不同分为机械式、气动式、液压式和电子式调速器,根据控制转速范围的不同分为单制式、双值式和全程式调速器。本文针对船舶主机齿轮箱机带油泵油封故障引起主机异常停机和主机转速控制系统模块通     

船舶用柴油机转速智能控制系统设计与实现

传统船舶柴油机转速控制系统在运行过程中,存在控制延迟过长的问题,对此设计船舶柴油机转速智能控制系统。对传统船舶柴油机速度控制模型进行简化,设计PID控制器,利用遗传算法实现控制器参数的在线整定,对执行器的外围信号处理电路进行抗干扰滤波设计,提高系统各单元集成效果,实现对船舶柴油机转速智能控制。实验数据表明与传统控制系统相比,使用设计的智能控制系统,柴油机加速控制延迟降低27%,减速控制延迟降低32%,说明该控制系统能有效降低柴油机转速延迟。     

考虑汽缸效率变化的船舶汽轮发电机组建模与零动态控制设计

船舶汽轮发电机组的运行环境和调节需求异于陆地电厂。针对机组在负荷扰动后的稳定需求,以陆用汽发机组典型数学模型为基础,建立了考虑汽缸效率变化的船用机组汽阀、锅炉协调控制模型,以转速、主汽压为目标状态量设计了零动态控制律,并通过PSCAD软件仿真验证。结果表明,相较于传统PID控制,所设计的控制律能有效降低状态量与设计值的偏差,有利于机组在负荷扰动后恢复稳定。     

考虑汽缸效率变化的船舶汽轮发电机组建模与零动态控制设计

船舶汽轮发电机组的运行环境和调节需求异于陆地电厂。针对机组在负荷扰动后的稳定需求,以陆用汽发机组典型数学模型为基础,建立了考虑汽缸效率变化的船用机组汽阀、锅炉协调控制模型,以转速、主汽压为目标状态量设计了零动态控制律,并通过PSCAD软件仿真验证。结果表明,相较于传统PID控制,所设计的控制律能有效降低状态量与设计值的偏差,有利于机组在负荷扰动后恢复稳定。     

柴油机调速系统自适应滑模控制算法的研究与仿真

建立2135型柴油机调速器的非线性模型,设计一种滑模控制器,以实现对单输入非线性柴油机调速系统的控制,并用MatLab/Simulink仿真,体现出滑模变结构控制对非线性系统进行控制的动态、静态品质优良,鲁棒性好的特点,解决传统PID控制超调量大、调节时间长的问题.针对滑模变结构控制器容易产生抖振的问题,设计了自适应离散滑模控制器,取得较好的仿真结果.     

自抗扰控制器在柴油机转速控制中的应用

柴油机作为转速控制系统的被控对象时,是一个非线性、时变的环节,传统PID控制效果不够理想.简要介绍了自抗扰控制技术,基于自抗扰控制技术设计了ADRC控制器.仿真结果表明,利用自抗扰控制理论设计的控制器,能有效提高调速系统精度和抗扰动能力.通过与传统PID控制器的仿真比较,体现出了ADRC控制器较小的超调量及对外界干扰有较好的抑制作用等优点.仿真时在传统PID控制器中引入了跟踪微分器,结果表明用跟踪微分器能改善PID控制器的性能.     

船舶燃气轮机转速自适应模糊控制

船舶燃气轮机对转速的要求较高,需在瞬间完成响应并保持稳定。然而,由于燃气轮机具有惯性和时间延迟等特性,导致转速的调整可能存在响应滞后或者波动问题。为此,提出基于状态观测的船舶燃气轮机转速自适应模糊控制方法。应用船舶燃气轮机转速状态观测器,结合船舶燃气轮机转速与燃油量之间的映射关系,根据当下燃油量状态,观测实际船舶燃气轮机转速,通过基于模糊自适应PID控制器的转速控制模型,计算实际转速与给定转速的转速偏差、偏差率,由模糊自适应PID控制器自适应调节船舶燃气轮机转速。实验结果证明：此方法应用下,船舶燃气轮机转速能够得以准确控制。     

船舶可调桨螺距模糊PID控制器设计

针对柴油机驱动的船舶可调桨推进系统,从运动学和动力学角度建立与其适应的船桨系统、柴油机系统、调速控制系统和螺距控制系统的运动模型。同时运用模糊控制和PID控制理论,在Matlab仿真平台上设计可调桨螺距的模糊PID控制器,调试运行使之与可调桨动力性能相匹配,得到相应螺距偏差、偏差变化率和螺距控制输出量隶属度数据。通过仿真过程离线计算得到模糊控制器输出控制量查询表,从而设计完成可调桨螺距的模糊PID控制器。针对可调桨螺距控制,给定车钟指令信号和脉冲干扰信号。仿真实验结果证明,模糊PID控制器能有效避免可调桨控制跳动问题,且其控制速度、精度和灵敏度较传统PID控制器具有显著优势。     

船舶可调桨螺距模糊PID控制器设计

针对柴油机驱动的船舶可调桨推进系统,从运动学和动力学角度建立与其适应的船桨系统、柴油机系统、调速控制系统和螺距控制系统的运动模型.同时运用模糊控制和PID控制理论,在Matlab仿真平台上设计可调桨螺距的模糊PID控制器,调试运行使之与可调桨动力性能相匹配,得到相应螺距偏差、偏差变化率和螺距控制输出量隶属度数据.通过仿真过程离线计算得到模糊控制器输出控制量查询表,从而设计完成可调桨螺距的模糊PID控制器.针对可调桨螺距控制,给定车钟指令信号和脉冲干扰信号.仿真实验结果证明,模糊PID控制器能有效避免可调桨控制跳动问题,且其控制速度、精度和灵敏度较传统PID控制器具有显著优势.     

基于非线性-线性ESO切换策略的船舶柴油机转速控制

为更好地适应船舶柴油机转速和负载分布范围广泛的特点，针对船舶柴油机转速控制，在分析扩张状态观测器（ESO）特性的基础上，结合非线性ESO(NLESO)和线性ESO(LESO)的优点，通过切换策略构建基于NLESO和LESO的自抗扰控制器（ADRC）。该控制器考虑了实际柴油机转速控制中基于曲轴转角计算和控制的特点，其计算和控制由曲轴转角信号定角度触发，并对曲轴转角触发的ESO进行了稳定性分析。最终的发动机试验表明：相对于PID控制器、线性自抗扰控制器和非线性自抗扰控制器，基于切换ESO的自抗扰控制器对柴油机转速和负载变化具有更好的适应性和鲁棒性。     

基于改进支持向量机的船舶电力系统稳定性容错控制研究

为了提高船舶电力系统控制稳定性,提出基于改进支持向量机的,船舶电力系统稳定性容错控制方法。在传统支持向量机的基础上添加SVM分类策函数,生成电磁波最优超平面,对电磁波进行微观划分,引入模糊控制思想,建立模糊控制PID控制器,将划分后的电磁波作为PID控制器输入值,利用控制器模糊传递函数,提取电力系统控制输出值,建立PSO-LSSVM电力系统无线传感路径,通过传输节点,将控制输出值传输到电力系统指令层,实现船舶电力系统稳定性容错控制。实验数据表明,该控制方法对电力系统正向电流控制稳定性提高了16%,反向电流控制稳定性提高了22%,具有鲜明优势性。     

改进自适应遗传算法优化的船用增压锅炉上锅筒水位滑模控制方法

[目的]船用增压锅炉的上锅筒水位由于航行中负荷的频繁变化,难以获得理想的控制效果。为了保证上锅筒水位的稳定,对大负荷扰动下的上锅筒水位控制方法进行研究。提出一种基于改进自适应遗传算法优化的增压锅炉上锅筒水位滑模控制方法。[方法]将上锅筒水位偏差的速度和速度变化率引入S函数来设计滑模控制器,采用李雅普诺夫稳定性原理证明其稳定性。在此基础上,利用改进的自适应遗传算法优化滑模控制器。[结果]将改进的自适应遗传算法优化的增压锅炉上锅筒水位滑模控制方法与传统的PID控制方法进行了对比分析。在响应斜坡扰动信号和阶跃扰动信号时,改进自适应遗传算法优化的滑模控制器均能够无差跟踪输入信号,其稳定时间比PID缩短5 s,超调量也小于PID。[结论]仿真结果表明,改进自适应遗传算法优化的滑模控制方法具有更优的控制效果。     

基于改进遗传算法的柴油机调速控制研究

以6135柴油机为对象,建立了柴油机简化传递函数和执行机构模型.针对传统PID调速稳定时间长,控制效果不理想,论文提出一种改进遗传算法的PID调速控制策略.改进的遗传算法从加快收敛速度、抑制早熟和提高寻优能力出发,提出了改进的选择算子、自适应交叉算子和自适应变异算子,采用MATLAB软件分别对传统PID和基于改进遗传算法PID的调速控制系统进行了仿真研究.仿真结果表明,改进遗传算法PID控制器具有良好的动态品质和稳定性,其控制效果优于传统的PID控制器.     

船舶电力推进系统无刷直流电机控制技术

由于无刷直流电机具有高效率、长寿命、低噪声、平稳转速和高输出转矩等优点,已经成为船舶电力推进系统中不可或缺的一部分。本文针对BLDCM的速度环和电流环响应效果,研究相应的硬件和软件系统,采取传统的PID算法和现代模糊控制算法,构建基于DSP的船舶直流无刷电机控制装置。实验结果表明,采用模糊PID算法进行电机控制能够实现更小的输出转矩脉动和更高的转速,同时使得该系统在船舶电力推进系统中变得更加稳定可靠,能够满足实际应用中的需求。     

神经网络在船舶柴油机调速中的应用

分析了柴油机电子调速器的系统组成及调速原理,介绍了经典PID算法和B-P神经网络,仿真和试验结果表明,基于BP神经网络的PID智能控制是一种有效的船舶柴油机调速控制方法.