船舶變頻液壓舵機(jī)智能控制技術(shù)研究.pdf

1、基于變頻技術(shù)的船舶變頻液壓舵機(jī)是一種新型液壓調(diào)速系統(tǒng),它由變頻器、普通電機(jī)、定量泵、轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)等構(gòu)成,通過(guò)變頻器改變電機(jī)的供電頻率改變電機(jī)轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)液壓回路流量,實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)的控制。船舶變頻液壓舵機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,具有傳動(dòng)效率高、節(jié)能、可靠性高等特點(diǎn)。但該系統(tǒng)是一種典型強(qiáng)負(fù)載干擾、參數(shù)時(shí)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(yīng)快速性等實(shí)用方面存在的問(wèn)題,亟需研究和開發(fā)新的智能控制器,以滿

2、足船舶舵機(jī)系統(tǒng)的控制性能要求。
　　 本文結(jié)合船舶舵機(jī)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行了以下幾個(gè)方面研究工作。首先根據(jù)船舶變頻液壓舵機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,通過(guò)機(jī)理法與實(shí)驗(yàn)法相結(jié)合方式建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)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(jù)。其次為提高船舶變頻液壓舵機(jī)系統(tǒng)魯棒性、響應(yīng)快速性,提出模糊自適應(yīng)PID和單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制方案。通過(guò)IVlATALB/SIMULINK軟件對(duì)提出的控制方案和常規(guī)PID控制分別進(jìn)行系統(tǒng)仿真

3、對(duì)比,并對(duì)控制方案進(jìn)行優(yōu)選。最后設(shè)計(jì)完成基于LabVIEW的測(cè)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)船舶變頻液壓舵機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制和在線數(shù)據(jù)采集,通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,對(duì)方案選優(yōu)進(jìn)行驗(yàn)證。
　　 本文分別采用模糊自適應(yīng)PID和單神經(jīng)元自適應(yīng)PID作為船舶變頻液壓舵機(jī)系統(tǒng)的控制器,通過(guò)測(cè)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制和數(shù)據(jù)采集。試驗(yàn)表明兩種控制方案性能指標(biāo)滿足船舶舵機(jī)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),為變頻液壓系統(tǒng)取代原有船舶舵機(jī)泵控系統(tǒng)的實(shí)用化進(jìn)行了有益的探索。實(shí)現(xiàn)船舶變頻液壓舵機(jī)智能控制對(duì)