非线性自整定PID主机数字调速器

调速系统是船舶主机遥控系统的核心组成部分,船舶主机性能优劣及寿命很大程度上取决于其调速系统的性能.分析船舶主机调速系统的特点,研究了基于径向基函数(RBF)神经网络自整定非线性PID的主机转速控制,基于内模原理的偏差重复补偿PI的主机油门控制.讨论了PID参数随偏差变化的规律,控制对象的Jacobian辨识和主机油门的重复控制补偿,并分别进行了仿真.结果表明,本文设计的非线性自整定重复控制补偿调速器在充分考虑偏差特性的情况下,有效提高系统的动态精度和抑制扰动的能力,改善主机运行的稳定性.     

船舶主机数字调速仿真训练器的研制

为了研究船舶主机调速系统的特性和控制算法,将船舶主机调速系统的性能要求转化为复合PID控制算法的问题,研制基于Nabtesco MG-800Ⅲ的数字调速仿真器。非线性PID实现主机转速控制,其比例增益、微分增益和积分增益分别是控制偏差的非线性函数。模糊自整定PID实现主机油门的位置控制,其PID的3个参数随着偏差和偏差变化速度,根据模糊控制原理进行在线修改。物理仿真结果表明,数字调速器的非线性模糊自适应PID算法能提高调速系统的动态精度和抑制扰动的能力。     

主机数字调速器的研究与实现

为了提高船舶主机的稳定性和操纵性,进行了主机调速系统动态特性和控制算法的研究,在此基础上进一步综合分析了远洋船舶主机在恶劣海况、频繁启停下调速的一些问题.为此,设计了PID 数字调速器,将船舶主机调速系统的性能要求转化为复合PID控制问题.PID 具有非线性、微分先行、变速积分、步进式给定、变死区、抗饱和、滤波和重复控制补偿的功能.物理仿真结果表明.PID 调速器能有效提高系统的动态精度和抑制扰动的能力.改善主机转速的稳定性.PID 将人一机特性应用于主机调速具有重要意义.     

一种参数自整定PID在变频冷却水系统的仿真研究

由于船舶在航行过程中海水温度、主机运行情况等参数变化会导致常规的PID控制效果不理想,所以需要对船舶变频冷却水系统的控制器进行改进。文章建立了船舶中央冷却水系统的数学模型,并在Matlab/Simulink环境下建立了仿真模型。利用BP神经网络的特性实现PID参数的自整定,并用BP神经网络PID控制器与传统PID控制器分别对系统进行控制,比较其控制效果。仿真结果表明,BP神经网络PID控制器的控制精度和鲁棒性优于传统PID控制器。     

基于PLC的船舶主机遥控系统设计与实现

为了解决船舶主机无触点遥控系统出现的故障,分析了无触点主机遥控系统的特点,给出了其故障解决方案,设计并实现了基于S7-200PLC的主机遥控系统.S7-200主机遥控系统具备自动停车、自动启动(重启动、重复启动)、自动换向、自动制动、应急操纵、速度PID自整定调节、死区控制、速度和负荷限制、安全保护等功能,在工程船和远洋船上得到了成功应用.结果表明,应用S7-200PLC提高了主机遥控系统的可靠性、快速性和稳定性.     

全集成船舶主机遥控系统的研究及实现

文章以工程船中速主机为研究对象,分析了原主机遥控系统的特点及缺陷,根据西门子船舶工业全集成机舱自动化系统的解决方案,采用西门子标准化组件SIMATIC,设计了基于S7-200 PLC的船舶主机遥控系统,该系统具有停车、启动(重启动、重复启动)、换向、制动、应急操纵、速度PID在线自整定调节、死区控制、速度和负荷限制、安全保护等功能,提高系统的可用性和运行可靠性,在中石化海洋运输船舶中心的工程船(“胜利212”和“胜利214”)上得到了成功应用。     

参数自整定模糊PID直流电机调速系统研究

本文介绍了参数自整定模糊PID控制策略并将其应用于直流电机调速系统的仿真和实验研究,获得了鲁棒性好、稳态误差小的控制效果,实证了模糊PID控制策略用于直流电机调速控制的有效性。     

减摇鳍模糊参数自整定PID控制器设计及仿真研究

以船舶减振鳍控制系统作为对象，应用模糊控制理论，提出一种基于Fuzzy推理的PID参数自整定控制器，完成在线PID控制器参数模糊自整定的理论实现。并且在考虑船舶模型的非线性和不良浪向下，对系统进行了仿真。仿真结果表明，与常规PID控制相比，基于Fuzzy推理的PID参数自整定控制器，具有更好的控制效果和更强的鲁棒性。     

在线自整定PID船舶自动舵的设计与实现

介绍了常规PID自动舵参数整定的困难,简述了继电型自整定PID控制的基本原理及PLC实现的基本方法,提出了基于PLC的在线自整定PID船舶自动舵的设计和实现方案,该自整定PID自动舵能够自动适应船况和海况的变化,实现PID参数无扰动切换、变增益调节、抗积分饱和、微分先行等功能,克服了常规PID舵机振荡等缺陷。实船应用表明,该自整定PID船舶自动舵的有效性。     

改进型PID参数神经网络自学习的船舶操纵控制器

船舶操纵的模型参数具有非线性、慢时变特性。船舶操纵的传统控制方法的操纵性能不能令人满意。本文讨论一种应用改进型BP神经网络实现PID参数自整定的控制方法。此法能根据船舶动态特性的变化,自动重新整定PID参数,从而改善了操纵性能和鲁棒性,     

基于自适应算法的柴油机调速系统研制

摘要：在柴油机调速过程中,针对柴油机PID控制器参数一经确定不能在线调整的问题,以6135型柴油机为控制对象,以MATLAB／Simulink作为软件平台,深入研究了自适应控制的基础理论,设计了一种模型参考自适应控制器,建立了柴油机电子调速系统仿真模型,进行了控制系统仿真研究。结果表明,新设计的智能型自适应控制器能在线自动整定最佳控制参数,优于传统的PID控制,具有良好的自适应性和智能性。     

基于多段滑模面控制的船舶柴油机调速系统仿真研究

船舶柴油机的稳定运行,关系船舶电力系统电能品质以及柴油机的性能。为了使柴油机具有得到较好的排放性、经济性及动力性,对其转速进行稳定的控制是十分重要的。在实验的基础上建立柴油机调速系统的非线性数学模型,利用滑模变结构控制理论设计了多段滑模面变结构控制器。并用MATLAB/simulink进行了仿真,结果表明:多段滑模面变结构控制能很好抑制系统的超调量,快速跟踪目标值,具有控制精度高,鲁棒性强等特点。     

船舶主柴油机缸套冷却水出口温度的智能控制

利用传热学的有关理论,对船舶主柴油机缸套冷却水系统的传热机理进行了分析,给出了船舶主柴油机缸套冷却水系统的动态热力数学模型,并将基于神经网络的模糊PID控制引入到缸套冷却水出口温度控制系统中,以实现对对象进行在线控制.仿真结果表明,基于神经网络的模糊PID自适应控制比传统的PID控制的控制性能更好,而且前者具备适应控制环境变化的能力和自学习能力,当主机运行工况发生变化时,仍具有很好的控制性能.     

船舶柴油机转速的线性自抗扰控制

船舶柴油机推进系统包含非线性、时变参数以及柴油机-推进轴系-螺旋桨之间的强耦合作用,难以建立精确的数学模型,且易受到螺旋桨负载扰动的影响,不利于船舶柴油机转速的实时准确控制。针对此问题,将线性自抗扰控制（Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC）技术应用于船舶柴油机的转速控制系统。首先,基于平均值建模方法建立了某大型低速二冲程船舶柴油机的模型,并分析了转速控制中的不确定因素;然后,针对柴油机的转速控制问题设计了二阶LADRC控制器;最后,以船舶柴油机平均值模型为载体对LADRC的控制性能进行仿真测试,并与经过遗传算法优化的PI控制器进行对比。仿真结果表明,在负载扰动及模型参数改变的情况下LADRC表现出良好的控制性能,并且比PI控制具有更优的扰动抑制能力和鲁棒性。     

大功率船用柴油机空气电机启动过程瞬态特性仿真

为提升大功率船用柴油机启动性能,采用GT-power软件建立船用柴油机稳态模型,增加空气电机启动系统模块,构建柴油机启动过程瞬态模型。基于仿真结果,分析环境排气背压、润滑油温度和压缩空气系统参数等对柴油机启动性能的影响规律。仿真结果可为基于空气电机启动的大功率船用柴油机的系统参数设计和性能评估提供依据。     

船舶驾驶模拟器操纵及监控报警系统仿真

针对船用柴油机的运行起动操作训练,介绍了基于 LabVIEW 与 PLC 实现的船舶主机遥控起动的系统结构及其功能特点。在模拟器上通过 LabVIEW 与 PLC 之间的数据通信,实现船舶柴油机的起动操纵多种逻辑控制的模拟,建立了船舶柴油机虚拟起动仿真平台,并利用 LabVIEW SQL Toolkit 的数据通信,使用内置数据采集卡的计算机和 LabVIEW 编程语言建立了一套基于 SQL 数据库的船舶监控报警系统。该系统可给出船舶柴油机在起动操纵时参数的物力变化仪表显示量,以及操纵过程中视景变化的效果。     

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.     

新颖船用CWJK23型遥控系统

ＣＷＪＫ２３型船用柴油机电气混和式遥控系统具有操纵主机的全部逻辑功能。系统采用模块化设计，并应用线性积分电路与精密比例压力调节阀ＭＰＰＥ－２匹配，驱动主机执行机构进行调速，大大缩短了气控管系，使实船安装调试简便，参数调整容易，配机特性好，适用于大多数采用气控操作的柴油机。     

船用柴油机双燃料系统设计及其特性

随着排放法规的日趋严苛和运输市场竞争日益激烈,为降低航运业运营成本、保护环境,船舶发动机燃油系统不断被改进,双燃料发动机以其污染更少、燃料价格较低, 成为研究热点。本文介绍了一种新的船用柴油天然气双燃料系统,并为系统设计了性能可靠控气精准的组合喷射阀。为了提高系统适应性,设计了通过T-S模糊控制算法处理油耗和转速信息得出系统的天然气喷入量的控制系统,不安装限油装置,最大限度地利用了原柴油机的控制系统,通过发动机自身调节机构对引燃柴油量调节,安装简单方便。在台架实验中,双燃料发动机的替代率随着转速的升高逐渐增大,在额定转速（负荷）点工作时,替代率达到了73%,费用节省率达到了31%,运行可靠稳定。