內(nèi)河船舶數(shù)字化舵機(jī)智能控制技術(shù)研究.pdf

1、數(shù)字化舵機(jī)控制技術(shù)采用數(shù)字化控制技術(shù)與液壓舵機(jī)系統(tǒng)相結(jié)合，充分利用了數(shù)字化控制技術(shù)響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)、控制精度高等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)液壓舵機(jī)系統(tǒng)效率低下、精度低等缺點(diǎn)，并且傳統(tǒng)液壓舵機(jī)由于其結(jié)構(gòu)缺陷，常有液壓油泄漏情況發(fā)生，對(duì)內(nèi)河環(huán)境造成了污染。然而，在目前的內(nèi)河船舶中，基于建造維護(hù)成本和船員自身素質(zhì)的考慮，對(duì)于舵機(jī)的控制普遍采用傳統(tǒng)液壓控制手段。在全球“節(jié)能減排”的大背景下，航運(yùn)業(yè)也提出了“綠色航運(yùn)”概念。所以，對(duì)于內(nèi)河船舶而言，

2、急需一種新型的舵機(jī)控制技術(shù)來(lái)滿足新時(shí)代的需求。數(shù)字化舵機(jī)控制系統(tǒng)作為一種較為新興的技術(shù)，無(wú)論在系統(tǒng)性能方面，還是綠色航運(yùn)方面，都有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，擁有廣闊的市場(chǎng)前景。
　　本文采用理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，對(duì)船舶數(shù)字伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的研究和探討，并結(jié)合我國(guó)《鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范》和IMO《國(guó)際海上人命安全公約》（SOLAS公約）對(duì)船舶舵機(jī)及控制系統(tǒng)的要求，主要在以下幾個(gè)方面開(kāi)展工作：
　　首先，根據(jù)目前內(nèi)

3、河船舶舵機(jī)的控制方式，分析其弊端，并與數(shù)字化控制技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，凸顯數(shù)字化舵機(jī)控制的優(yōu)勢(shì)，為其后的控制方案設(shè)計(jì)與選型提供可行性支撐。
　　其次，通過(guò)比較模糊自適應(yīng)PID控制與經(jīng)典PID控制的優(yōu)缺點(diǎn)，提出模糊控制策略。并通過(guò)MATALB/SIMULINK軟件對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真分析，以證實(shí)設(shè)計(jì)方案的可行性。
　　再次，將模糊自整定PID控制策略應(yīng)用于實(shí)際的舵機(jī)控制系統(tǒng)中，基于西門子S7-200PLC開(kāi)發(fā)了控制程序。并從電氣控制部分

4、和液壓系統(tǒng)部分兩方面，對(duì)系統(tǒng)的組成及其原理進(jìn)行了詳細(xì)闡釋。針對(duì)控制系統(tǒng)的電氣部分，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的硬件配置方案進(jìn)行了深入探討。
　　最后，結(jié)合南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室輪機(jī)自動(dòng)化模擬機(jī)艙的變頻液壓舵機(jī)系統(tǒng)，將本文研究?jī)?nèi)容付諸實(shí)踐，并對(duì)其做出了相關(guān)的試驗(yàn)分析，得出結(jié)論。
　　本文利用先進(jìn)的數(shù)字化智能控制手段，對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)河船舶舵機(jī)的控制方式進(jìn)行了改進(jìn)。首次采用了大量的數(shù)字化裝置，為數(shù)字伺服控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供了有益的探索