船舶變頻液壓舵機智能控制技術研究.pdf

1、基于變頻技術的船舶變頻液壓舵機是一種新型液壓調速系統(tǒng),它由變頻器、普通電機、定量泵、轉舵機構等構成,通過變頻器改變電機的供電頻率改變電機轉速,調節(jié)液壓回路流量,實現對轉舵機構的控制。船舶變頻液壓舵機系統(tǒng)結構簡單,具有傳動效率高、節(jié)能、可靠性高等特點。但該系統(tǒng)是一種典型強負載干擾、參數時變及多耦合的非線性系統(tǒng),傳統(tǒng)基于線性理論的控制方法不能解決該系統(tǒng)低速穩(wěn)定性、換向平穩(wěn)性及響應快速性等實用方面存在的問題,亟需研究和開發(fā)新的智能控制器,以滿

2、足船舶舵機系統(tǒng)的控制性能要求。
　　 本文結合船舶舵機執(zhí)行標準,進行了以下幾個方面研究工作。首先根據船舶變頻液壓舵機系統(tǒng)設計要求,通過機理法與實驗法相結合方式建立系統(tǒng)的數學模型,并對系統(tǒng)進行穩(wěn)定性分析和頻域分析,為控制方案選擇提供理論依據。其次為提高船舶變頻液壓舵機系統(tǒng)魯棒性、響應快速性,提出模糊自適應PID和單神經元自適應PID控制方案。通過IVlATALB/SIMULINK軟件對提出的控制方案和常規(guī)PID控制分別進行系統(tǒng)仿真

3、對比,并對控制方案進行優(yōu)選。最后設計完成基于LabVIEW的測控系統(tǒng),實現船舶變頻液壓舵機系統(tǒng)實時控制和在線數據采集,通過試驗數據分析,對方案選優(yōu)進行驗證。
　　 本文分別采用模糊自適應PID和單神經元自適應PID作為船舶變頻液壓舵機系統(tǒng)的控制器,通過測控系統(tǒng)實現對系統(tǒng)的控制和數據采集。試驗表明兩種控制方案性能指標滿足船舶舵機執(zhí)行標準,為變頻液壓系統(tǒng)取代原有船舶舵機泵控系統(tǒng)的實用化進行了有益的探索。實現船舶變頻液壓舵機智能控制對