【摘要】：船舶作為重要運輸工具,其發(fā)動機運轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的振動會對運輸安全造成極大影響。為保證船舶運輸?shù)陌踩?設(shè)計一個完整控制系統(tǒng)對發(fā)動機進行自動控制和狀態(tài)監(jiān)控具有很重要的意義。本文針對近海域運輸船舶,以力矩補償?shù)闹鲃涌刂品桨笧榛A(chǔ),將傳統(tǒng)工業(yè)控制和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計了一種船舶發(fā)動機振動噪聲控制系統(tǒng)。首先,對主動控制和被動控制方案進行了對比,選擇主動控制方案,以力矩補償器為基礎(chǔ),分析了系統(tǒng)的需求與功能,對整個系統(tǒng)的架構(gòu)進行了設(shè)計。整個系統(tǒng)分為控制模塊和網(wǎng)關(guān)模塊兩部分�？刂颇K功能是采集發(fā)動機環(huán)境信號、采集發(fā)動機轉(zhuǎn)速并輸出控制外部力矩補償器;網(wǎng)關(guān)模塊實現(xiàn)控制模塊接入網(wǎng)絡(luò)的功能,將接收到的信息上傳至物聯(lián)網(wǎng)平臺用于地面控制中心的監(jiān)控。其次,對控制系統(tǒng)中關(guān)鍵的轉(zhuǎn)速采集算法進行了研究,設(shè)計了基于卡爾曼濾波的測速方案,同時對現(xiàn)有的速度跟隨算法進行了探索,并在MATLAB/Simulink軟件環(huán)境下對所述算法進行了效果仿真驗證。再次,根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案的需求以及力矩補償器提供的控制接口,完成了系統(tǒng)硬件的設(shè)計。硬件系統(tǒng)分為控制模塊和網(wǎng)關(guān)模塊兩部分,完成了系統(tǒng)中控制模塊的硬件電路設(shè)計、網(wǎng)關(guān)模塊的硬件選型并對硬件系統(tǒng)的設(shè)計原理進行了詳細的闡述。根據(jù)硬件系統(tǒng)設(shè)計,完成了控制模塊的軟件設(shè)計,并對比分析現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)平臺的優(yōu)劣勢,選擇了中移物聯(lián)網(wǎng)云平臺,完成了網(wǎng)關(guān)模塊的軟件設(shè)計。最后,設(shè)計測試方案對控制系統(tǒng)的各個模塊進行功能驗證,包括系統(tǒng)配置、通信傳輸功能、信號采集功能、控制輸出功能等。測試結(jié)果表明,本文所設(shè)計的系統(tǒng)功能完整,可以實現(xiàn)對船舶發(fā)動機的監(jiān)控,可拓展性強,滿足設(shè)計目標(biāo)。
【圖文】：

償結(jié)構(gòu)如圖 2.7 所示[11]，兩個完全方向上的力相互抵消，利用質(zhì)量塊抵消振動噪聲�？丶_振圖1.2-1 主動式動力消振器工作原理激勵方向激擾met控2 cos 2 圖 2.7 力矩控制方案，，使得等質(zhì)量的飛輪向相反方向旋產(chǎn)生一個振幅和相位可調(diào)節(jié)的正弦產(chǎn)生的縱軸方向振動作用力反向抵力矩補償器三維示意圖設(shè)計如圖

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文通過 s-function 模塊搭建卡爾曼濾波器并結(jié)合 chart 構(gòu)建完整的測速系統(tǒng)。實驗程建模如下文所述。3.3.2.1 控制器模型建立模型設(shè)計如圖 3.9、3.10、3.11 所示，其中 encoder_pulse 模擬編碼器的輸脈沖，timer_pulse 模擬時鐘頻率，分別在 Simulink 中搭建 T 法、M 法、M/T 測速模塊，并搭建本文所提出的測算改進方案，在具有相同轉(zhuǎn)速輸入的情況下計算轉(zhuǎn)速理論值，并仿真后對比各項測速方案。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U664.1

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本文編號：2595838