基于專家系統(tǒng)的潛艇自主抗沉技術(shù)研究與仿真.pdf

1、船舶在海上航行時(shí)常常會(huì)受到海浪,海風(fēng)等海洋環(huán)境的擾動(dòng)作用而產(chǎn)生各種搖蕩,其中以橫搖運(yùn)動(dòng)最為明顯。劇烈的橫搖運(yùn)動(dòng)會(huì)給船舶的適航性、安全性帶來極大的破壞,因此,利用性能優(yōu)良的減搖裝置減小船舶的橫搖運(yùn)動(dòng)是十分必要的。
　　 減搖鰭作為主要的減搖裝置,至今已使用了70多年,其良好的減搖效果已經(jīng)得到公認(rèn)。傳統(tǒng)的NJ6型減搖鰭隨動(dòng)系統(tǒng)采用的是模擬控制器。但是隨著數(shù)字化控制技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字控制技術(shù)在船舶控制系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用,減搖鰭傳統(tǒng)的模

2、擬控制方式已經(jīng)不能適應(yīng)艦船數(shù)字化技術(shù)發(fā)展的需求。另外,隨著艦船操縱控制技術(shù)的發(fā)展,模糊控制,魯棒控制等一些先進(jìn)的控制技術(shù)也逐步得到了廣泛的應(yīng)用,有效提高了艦船各種復(fù)雜海況、航速下的操縱控制性能。近年來,由于數(shù)字技術(shù)及其復(fù)雜控制算法的成功應(yīng)用,國(guó)外一些減搖鰭在艦船上的作用已經(jīng)不再僅僅是用于減少船舶的橫搖運(yùn)動(dòng),而是同時(shí)用于輔助艦船的操縱控制。本論文在此基礎(chǔ)上,針對(duì)NJ6型減搖鰭隨動(dòng)系統(tǒng)存在的問題,結(jié)合現(xiàn)代艦船對(duì)減搖鰭操縱控制的需求,采用數(shù)字

3、化的控制器對(duì)NJ6型隨動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行改造。論文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的分析研究:
　　 1.從NJ6型減搖鰭隨動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)角度對(duì)隨動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)、組成及其工作原理、操縱需求進(jìn)行了深入的分析,并對(duì)隨動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了建模,從系統(tǒng)時(shí)域、頻域角度對(duì)系統(tǒng)的特性進(jìn)行了分析研究。
　　 2.對(duì)隨動(dòng)系統(tǒng)的控制技術(shù)進(jìn)行了分析研究,根據(jù)NJ6型減搖鰭隨動(dòng)系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求,進(jìn)行模糊控PID制器的設(shè)計(jì),并通過仿真,從時(shí)域、頻域角度對(duì)控制器的控制效果進(jìn)行

4、了分析。
　　 3.對(duì)NJ6型減搖鰭隨動(dòng)系統(tǒng)的操縱控制、接口需求等角度進(jìn)行了綜合分析,選取了歐姆龍PLC作為NJ6型減搖鰭隨動(dòng)系統(tǒng)的控制內(nèi)核,并進(jìn)行了操縱控制程序的開發(fā)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)的安裝工作。
　　 4.將開發(fā)設(shè)計(jì)的PLC隨動(dòng)控制單元接入NJ6型減搖鰭系統(tǒng)中,進(jìn)行隨動(dòng)系統(tǒng)的臺(tái)架試驗(yàn),并與原有的模擬電路隨動(dòng)系統(tǒng)做對(duì)比試驗(yàn)。通過試驗(yàn)我們看到用PLC設(shè)計(jì)的隨動(dòng)控制單元的操縱功能、性能參數(shù)等達(dá)到預(yù)期效果。試驗(yàn)結(jié)果顯示該P(yáng)LC控制器