發(fā)布時(shí)間：2020-03-23 00:09

【摘要】：船舶作為重要運(yùn)輸工具,其發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)對(duì)運(yùn)輸安全造成極大影響。為保證船舶運(yùn)輸?shù)陌踩?設(shè)計(jì)一個(gè)完整控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制和狀態(tài)監(jiān)控具有很重要的意義。本文針對(duì)近海域運(yùn)輸船舶,以力矩補(bǔ)償?shù)闹鲃?dòng)控制方案為基礎(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(jì)了一種船舶發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)噪聲控制系統(tǒng)。首先,對(duì)主動(dòng)控制和被動(dòng)控制方案進(jìn)行了對(duì)比,選擇主動(dòng)控制方案,以力矩補(bǔ)償器為基礎(chǔ),分析了系統(tǒng)的需求與功能,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。整個(gè)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(dòng)機(jī)環(huán)境信號(hào)、采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并輸出控制外部力矩補(bǔ)償器;網(wǎng)關(guān)模塊實(shí)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(tái)用于地面控制中心的監(jiān)控。其次,對(duì)控制系統(tǒng)中關(guān)鍵的轉(zhuǎn)速采集算法進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了基于卡爾曼濾波的測(cè)速方案,同時(shí)對(duì)現(xiàn)有的速度跟隨算法進(jìn)行了探索,并在MATLAB/Simulink軟件環(huán)境下對(duì)所述算法進(jìn)行了效果仿真驗(yàn)證。再次,根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的需求以及力矩補(bǔ)償器提供的控制接口,完成了系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)。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(jì)、網(wǎng)關(guān)模塊的硬件選型并對(duì)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。根據(jù)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì),完成了控制模塊的軟件設(shè)計(jì),并對(duì)比分析現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的優(yōu)劣勢(shì),選擇了中移物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái),完成了網(wǎng)關(guān)模塊的軟件設(shè)計(jì)。最后,設(shè)計(jì)測(cè)試方案對(duì)控制系統(tǒng)的各個(gè)模塊進(jìn)行功能驗(yàn)證,包括系統(tǒng)配置、通信傳輸功能、信號(hào)采集功能、控制輸出功能等。測(cè)試結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)功能完整,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的監(jiān)控,可拓展性強(qiáng),滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)。
【圖文】：

償結(jié)構(gòu)如圖 2.7 所示[11]，兩個(gè)完全方向上的力相互抵消，利用質(zhì)量塊抵消振動(dòng)噪聲�？丶_振圖1.2-1 主動(dòng)式動(dòng)力消振器工作原理激勵(lì)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(gè)振幅和相位可調(diào)節(jié)的正弦產(chǎn)生的縱軸方向振動(dòng)作用力反向抵力矩補(bǔ)償器三維示意圖設(shè)計(jì)如圖

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文通過(guò) s-function 模塊搭建卡爾曼濾波器并結(jié)合 chart 構(gòu)建完整的測(cè)速系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)程建模如下文所述。3.3.2.1 控制器模型建立模型設(shè)計(jì)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(shí)鐘頻率，分別在 Simulink 中搭建 T 法、M 法、M/T 測(cè)速模塊，并搭建本文所提出的測(cè)算改進(jìn)方案，在具有相同轉(zhuǎn)速輸入的情況下計(jì)算轉(zhuǎn)速理論值，并仿真后對(duì)比各項(xiàng)測(cè)速方案。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U664.1

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本文編號(hào)：2595838