舵鳍联合减摇的鲁棒控制系统

为了在保持航向的同时,达到较好的减摇效果,提高船舶航行的安全性和舒适度,设计一种舵鳍联合控制系统。根据先验知识,用具有工程意义的带宽频率、高频渐近线斜率、最大奇异值和频谱峰值4个参数构造了闭环系统的传递函数阵,给出了多输入多输出系统的闭环增益成形算法,将之应用于舵鳍联合减摇的控制中,运用Simulink工具箱得到仿真曲线。仿真结果表明所设计的控制系统在保证航向控制的同时,船舶横摇平均在±2°左右,最大4°,达到了较好的减摇效果。     

零航速减摇鳍升力模型分析及系统仿真研究

根据零航速下减摇鳍的运动方式,对减摇鳍在非定常流中的受力情况进行分析,建立了零航速减摇鳍的升力模型.利用CFD软件Fluent零航速下减摇鳍升力进行数值仿真,依据仿真数据通过回归分析方法整定升力模型待定参数.针对升力模型的非线性特性和系统模型的不确定性,通过PID-NN控制算法进行控制器设计,并对系统进行仿真.仿真显示所设计的零航速减摇鳍系统取得了满意的减摇效果.     

减摇鳍执行机构非线性接触有限元分析

减摇鳍的执行机构是减摇鳍装置完成收放及减摇功能的核心部件,也是鳍翼面升力与阻力的主要传力部件.采用Patran/Nastran对某收放式减摇鳍执行机构进行三维非线性接触有限元计算,确定其应力应变场,为其优化及改进提供设计依据.     

基于模糊线性模型的舵减横摇广义预测控制

舵减摇技术是一项新的减摇技术,通常其控制器设计所用的舰船模型为通用线性模型,对实际上为非线性被控对象的控制性能要下降.文中依据非线性舰船模型,应用模糊神经网络简化出适应于舵减横摇控制器设计的模糊线性模型,并设计了广义预测控制器.在典型航行工况下进行系统仿真.仿真结果表明,针对模糊线性模型和通用线性模型,用同一种方法与参数设计的2个控制器,前者的减摇率可达到40.70%,要高于后者的25.38%.仿真证明了模糊线性模型的可用性.     

船舶电站同步发电机模糊PID励磁控制的研究

针对船舶电站同步发电机励磁控制系统被控对象的时变性以及非线性,设计了一种新型的模糊PID控制器。根据系统当前的电压偏差及电压偏差变化率,通过模糊推理和相关计算,得到PID参数的调整比例系数,实现PID参数的在线调整。仿真研究结果表明利用该方法设计的励磁控制器具有良好的动静态特性。     

船舶主机缸套冷却水温度灰色预测模糊PID控制

针对船舶主机缸套冷却水温度控制系统的大惯性、纯滞后和时变性特点,提出了将等维新息灰色预测控制与模糊自调节PID控制相结合的新型控制策略,这种控制器可根据系统预测误差和变化率自动调整控制器参数,使控制器对系统响应具有适应性.仿真结果表明:灰色预测模糊PID控制比常规的PID控制与模糊PID控制有更多的优越性,自适应能力强...     

可控被动式减摇水舱的建模与气阀控制规律研究

基于查德惠克被动式减摇水舱理论,分别建立了单侧气阀和两侧气阀控制的可控被动式减摇水舱系统数学模型.推导了最佳相位关系和气阀控制规律的理论依据,对不规则波作用下的可控被动式减摇水舱系统进行了仿真研究.仿真结果表明,水舱内水的流动与船舶横摇运动基本符合最佳相位关系,气阀控制规律是可行的.通过对单侧或者两侧气阀进行控制,都能够使水舱内水流的振荡周期及时地适应变化的横摇周期.两侧气阀控制的减摇效果要优于单侧气阀控制.     

集装箱起重机液压减摇系统的主要影响因素

为分析影响减摇效果的主要因素和关键参数,根据液压减摇系统的结构、小车吊重系统的运动特点和工程需要,建立了简化的系统动力学模型.仿真研究表明,起升绳长不变时,液压减摇系统结构参数和起升载荷是影响减摇效果的关键参数和主要因素;当起升质量（或结构参数）一定时,减摇系统的减摇效果取决于结构参数（或起升质量）;系统的最佳结构参数与载荷的比值的范围为1.6-2.0 s^-1.     

基于双级模糊控制器的船舶操纵运动控制系统

针对船舶航向控制系统，要求既有快速而又平稳的回转性，又有准确无误的航向保持性，用常规的模糊控制器控制时，难以同时满足大角度转向控制和小角度航向保持的性能要求．文中提出用两级模糊控制器构成了一个既具有可靠性、实用性，又具有良好的船舶向控制性能的模糊控制系统．此种可快速切换的双级模糊控制器系统与优化后的ＰＩＤ控制系统相比，不仅使船舶转向时动态响应快，超调量小；而且在航向保持阶段，航向的稳定性也更优。     

基于混合遗传算法优化的舵减摇模糊控制系统

将混合遗传算法应用于船舶舵阻摇，充分发挥了模糊逻辑、神经网络和遗传算法各自的优势．采用模糊系统的自适应变节点的神经网络学习模糊神经网络参数，从样本数据中获取模糊控制规则，弥补了各自的不足．仿真结果表明上述算法为改进船舶舵阻摇效果提供了一个有效途径．     

基于单调速器法的并车控制器模型与并车推进装置特性分析

针对船舶并车推进装置的并车控制问题,介绍了单调速器法的控制原理,建立了基于单调速器法的并车控制器模型,并在动力装置性能仿真模型库的基础上,构建了CODAD并车推进装置的模块化实时仿真模型.分析了在单调速器控制方法下并车推进装置的稳态特性,并车过程和加速过程的动态特性.讨论了控制算法的优化,为控制策略的合理制定提供了理论基础.     

基于自适应动态面的航向跟踪控制器设计

针对船舶航向控制非线性系统模型中存在的不确定性和外界干扰的影响,采用动态面控制算法设计了一种鲁棒自适应控制器。由于在反步法设计过程中加入了一阶低通滤波器使得该方法无需对模型非线性多次微分,因而设计方法简单。所设计的鲁棒自适应控制器不仅能保证闭环系统的半全局渐近稳定,使得输出渐进跟踪期望轨迹;而且,跟踪误差可以通过控制器的设计参数加以调整。以中远集装箱船COSCO Shanghai号为例进行仿真研究,结果证明所设计的控制器是有效的。     

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PLC是工业控制的重要手段和主要的基础设备。本文阐述了应用PLC实现交通控制的优越性;对PLC应用于交通信号控制系统的设计步骤进行了介绍。基于松下可编程控制器FP-XC30,根据城市道路交叉口交通信号灯的控制要求,绘制了不同相位控制下的信号交叉口不同流向车流的通行状态示意图,介绍了不同相位控制下交通信号PLC控制程序的设计过程及编写方法。     

基于FPGA控制的航天电源控制器遥测遥控系统设计

为监测和控制航天器用电源控制器的工作状态,保障其正常运行,该系统接口采用协议芯片BU-61580.基于FPGA时序逻辑控制,设计一种MIL-STD-1553B.总线通信系统,并对该遥测遥控系统的通信硬件电路及时序逻辑控制进行了详细设计,在简化系统外围硬件电路设计的同时提高了集成度;最后,通过测试板卡对总线通信系统进行了遥测遥控测试,测试结果证明了系统的正确性.     

一种基于Rough集的案例推理模型的构建

利用Rough集理论处理案例推理问题具有不需要外界信息和先验知识的优点,对案例库中冗余属性进行简化,能够起到优化案例库的作用,同时能够依赖于统计知识提炼规则并形成多个有效的案例索引,在进行案例检索时可针对不同的检索问题选择恰当的索引快速检索到相似的案例,并进行推理得出相应的问题解决方案.最后,以稀土萃取分离生产过程的产品纯度和料液处理量等生产指标的智能优化设定控制为例,验证了该模型的可行性和精确性.     

Research on Network Delays of Networked Control Systems

In networked control systems (NCS), the main problem is time delays induced by communication network, which can deteriorate the performance of the systems, even cause the systems instability. If we know the exact network delays, we can compensate for their effect by modifying the parameters of the controller. Hence how to get the knowledge of these delays in the network is critical. This paper analyzed the different characteristics of network delays from sensor to controller and from controller to actuator and presented the methods of online evaluaticm of these delavs. The experiment shows these methods are valid.     

Implementation of dynamic matrix control on field programmable gate array

High performance computer is often required by model predictive control (MPC) systems due to the heavy online computation burden. To extend MPC to more application cases with low-cost computation facilities, the implementation of MPC controller on field programmable gate array (FPGA) system is studied. For the dynamic matrix control (DMC) algorithm, the main design idea and the implemental strategy of DMC controller are introduced based on a FPGA’s embedded system. The performance tests show that both the computation efficiency and the accuracy of the proposed controller can be satisfied due to the parallel computing capability of FPGA.     

基于Labview的虚拟自动控制原理实验系统设计

为解决传统自动控制系统实验设备占用空间大,资金投入大的缺点,提出利用虚拟仪器软件工具构建自动控制系统的实验设备,给出了3种基于虚拟仪器技术的实验装置设计方案.阐述了各方案的优缺点,并基于模型设计方案,设计了虚拟自动控制原理实验系统的2个实例.虚拟仪器技术在自动控制原理教学实验中的引进,可形成学生主导型实验教学模式,有利于学生深入学习掌握相关知识,培养创新精神,实现高素质应用型人才的培养目标.     

船舶航向非线性系统的动态面控制

针对船舶航向控制非线性系统模型中存在的不确定性和外界干扰的影响,采用动态面控制算法设计了一种航向控制器。由于在反步法设计过程中加入了一阶低通滤波器使得该方法无需对模型非线性多次微分,因而设计方法简单,所设计的控制器能够保证闭环系统的半全局渐近稳定,使得输出渐进跟踪期望轨迹。数字仿真结果表明,控制系统对给定航向的跟踪具有良好的动态特性,对系统的不确定性,具有较强的鲁棒性。     

Nonlinear control for autonomous underwater glider motion based on inverse system method

Autonomous underwater gliders are highly efficient, buoyancy-driven, winged autonomous underwater vehicles. Their dynamics are multivariable nonlinear systems. In addition, the gliders are underactuated and difficult to maneuver, and also dependent on their operational environment. To confront these problems and to design an effective controller, the inverse system method was used to decouple the original system into two independent single variable linear subsystems. The stability of the zero dynamics was analyzed, and an additional closed-loop controller for each linear subsystem was designed by sliding mode control method to form a type of composite controller. Simulation results demonstrate that the derived nonlinear controller is able to cope with the aforementioned problems simultaneously and satisfactorily.