三峡库区不同水位期船舶溢油控制策略研究

随着三峡库区通航条件的改善、船舶流量的持续增大,尤其是水上危险品运输业的快速发展,库区水上溢油风险形势日益严峻.本文根据三峡库区不同水位期特点,针对溢油事故高风险水域的溢油数值及围控模拟结果,提出了三峡库区不同水位期船舶溢油围控策略,并对溢油应急围油栏设备配备进行适应性分析.     

大功率空冷自增湿PEMFC温度控制方法

为研究大功率空冷自增湿质子交换膜燃料电池(PEMFC)温度控制对电堆输出性能的影响,分别采用模糊控制、PID控制、模糊-PID切换控制、自适应模糊PID控制对电堆进行试验测试.实验结果表明,不同控制方法在负载变化时的动态响应特性存在较大差异:模糊控制对电堆输出性能影响较大,在大电流输出时会造成明显的浓差极化;模糊控制、PID控制、模糊-PID切换控制在负载变化时动态响应存在较大的超调量,调节时间长;模糊自适应PID控制超调量小,调节时间短.与PID温度控制相比,自适应模糊PID温度控制超调量降低了75%,调节时间加快了20%.综合考虑调节时间、超调量、稳态误差、电堆输出性能等因素,自适应模糊PID温度控制有利于提高大功率空冷自增湿PEMFC输出特性.      

柴油主机数学模型及转速控制系统仿真研究

为了便于航海科研及教学,使学生充分了解船舱各设备之间的协调工作原理及自动化功能,轮机模拟器现已得到广泛应用。在研发轮机模拟器时,建立船舶柴油主机数学模型是重点研究内容之一。本文结合轮机模拟器实际研发流程,对一体化柴油主机进行一阶及二阶滞后数学建模,并基于PID,分析其转速控制系统。     

深海拖曳系统自稳定二级拖体姿态控制研究

二级深拖系统具有可控性强、母船扰动弱等优点,是重要的海洋探测平台。在实际工作中,二级拖体姿态稳定是保证探测数据准确的基本前提。本文以具有自主调节功能的二级拖体为例,对其姿态控制进行研究。首先建立了二级拖缆的“弹簧——阻尼”模型,并在此基础上建立了二级深拖系统的数学模型。其次根据该系统具有非线性、时变性等特点,设计了具有参数自修正功能的模糊自适应PID控制器,以实现在不同工况下对二级拖体的姿态进行控制。仿真结果表明,未加载控制器时,海况变化对拖体姿态有显著影响,其俯仰角和横滚角均会发生大范围波动。加载模糊自适应PID控制器后,拖体通过自主调节,能够使姿态波动控制在较小范围,从而满足工作要求,验证了拖缆数学模型的正确性和所采用的控制方法的可行性。     

基于ADRC的调距桨伺服控制系统设计

船舶调距桨推进系统具有典型的非线性和不确定性,以及柴油机、推进轴系和螺旋桨三者的强耦合性,并受到其执行能力的约束以及风、浪、流等的干扰,使得调距桨伺服控制系统的设计非常困难。本文建立了基于自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)的调距桨伺服控制系统数学模型,对自抗扰控制器的原理及参数整定进行了分析,采用Matlab/Simulink完成仿真程序的设计和研究,ADRC螺距控制与传统的PID螺距控制相比,具有良好的鲁棒性和稳定性,尤其在抗扰性能方面具有良好的控制效果。     

半主动浮筏隔振系统的模糊PID控制

对带有电流变液智能阻尼器的半主动双层浮筏隔振系统设计了一种模糊PID控制器.将半主动浮筏隔振系统中间质量的位移及其导数作为模糊控制器的输入,PID控制器的三个增益参数作为其输出,利用电流变液智能阻尼器的阻尼力可随电压变化的特性来降低中间质量的振动.仿真分析了多种激励下浮筏隔振系统的输出力响应.仿真结果表明:与最优被动阻尼和电流变液阻尼器最大阻尼系统相比,模糊PID控制下的半主动浮筏隔振系统的减振效果最好.     

遗传算法整定在船舶减摇鳍电伺服系统设计中的应用

降低船舶在风浪流等环境中的横摇能减少船舶航行的事故。通过船舶减摇鳍电伺服系统能够提高系统的过载保护、提高输出转矩。本文将遗传算法应用于PID控制参数的整定过程中,通过仿真实验说明本文算法在船舶减摇过程中稳定性好、鲁棒性强,更适合于船舶减摇鳍电伺服系统的设计。     

船舶避碰辅助决策中的AIS-ECDIS应用研究

海上交通事故不仅会造成人员伤亡和巨大的经济损失,还会对海洋环境造成污染和破坏,而在众多海上交通事故中,船舶碰撞占据较大的比例。随着控制技术和自动化的提高,防碰策略算法和先进的传感器设备逐渐应用到船舶防碰中。本文主要利用船舶自动识别技术AIS和船舶电子海图技术ECDIS,设计和优化船舶避碰辅助决策系统,并对其避碰流程进行介绍。     

改进粒子群算法在USV航向稳定性控制中的研究

水面无人艇(USV)在军事侦查、海洋环境探测和执行特殊作战任务等方面有重要应用,近年来引起了世界各国的普遍重视。水面无人舰艇是一个不确定性系统,在实际工况下易受海浪、海流等外部环境因素的干扰,因此,USV的航向稳定性控制一直以来是研究的重点和难点。本文基于改进粒子群控制算法,同时结合PID自适应控制技术,设计和开发了USV的航向稳定性控制系统。     

面向新能源接入的交直流柔性互联装置建模与控制

大规模的新能源发电、高效率的储能系统和高渗透率的分布式发电发展迅速,新能源采用直流并网具有更高的效率,未来基于柔性互联的交直流电网必将发挥不可或缺的作用,成为新一代电网的重要构建形态。文章分析了交直流柔性互联装置各级的控制拓扑结构和控制策略,并对控制策略进行了仿真,验证了控制策略的可行性。